UJI PERFORMANSI MESIN PENGERING (DRYER) EFEK RUMAH KACA (ERK) HIBRID TIPE BAK UNTUK PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN (Zea mays L) SKRIPSI

UJI PERFORMANSI MESIN PENGERING (DRYER) EFEK RUMAH KACA (ERK) HIBRID TIPE BAK UNTUK PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN (Zea mays L)

SKRIPSI

NOVALINA NAIBAHO F14061958

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

PERFORMANCE TEST OF THE SOLAR DRYERS GREENHOUSE EFFECT (ERK) HYBRID TYPE OF TUB FOR DRYING OF MAIZE (ZEA MAYS L) Novalina Naibaho and Sri Endah Agustina Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, 16680, Bogor, West Java, Indonesia Phone 62813 8749 6351, e-mail:[email protected]

ABSTRACT Drying is one of the important stages in postharvest technology of grains, particularly corn. Drying process can be done by natural drying or artificial drying methods. Natural drying is drying by utilizing direct sunlight, while artificial drying is drying process by using dryer machines or mechanical dryer. Green House Effect (GHE) hybrid solar dryer has been developed to fullfill the needed of solar dryer machine which can be operated eventhough in the unfavorable weather or in the night, so it can be operated 24 hours in a day. The aim of this study is to evaluate performance of GHE hybrid solar dryer which has been designed specifically for one ton (zea mays grain) capacity. Result of this study shows that the machine should be operated in hybrid system to reach the drying temperature level (40-60 oC). Solar energy as main energy source only share 10%-25% of the total heat energy needed for the process. Additional energy for the heating process given by biomass (fire wood) at combustion rate 5.05-5.39 kg/hour. It needed 23-25 hours to reduce moisture content from around 31% wb to 14% wb, in the average temperature of drying chamber 55.72 oC and relative humidity at 33.8%. Average total energy efficiency of the drying system using only solar irradiation as energy source (in the morning and sunny day), hybrid system (in unfavorable condition), and only biomass (in the night) are 27.5% , 28.3% and 43.74%.

Keywords: drying, Green House Effect (GHE), temperature

Novalina Naibaho F14061958. Uji Performansi Mesin Pengering (Dryer) Efek Rumah Kaca (ERK) Hibrid Tipe Bak untuk Pengeringan Jagung Pipilan (Zea mays L) Di bawah bimbingan: Ir. Sri Endah Agustina, MS. 2011

RINGKASAN

Pengeringan merupakan salah satu tahapan penting dalam teknologi pascapanen biji-bijian, khususnya jagung dan gabah yang hampir selalu memerlukan pengeringan mekanis. Pengeringan dengan energi surya berupa sistem pemesinan dan bukan dalam bentuk penjemuran merupakan suatu upaya untuk meningkatkan kualitas hasil pengeringan karena dapat menghasilkan keseragaman dalam kadar air produk, disamping keuntungan untuk memperpanjang masa simpan. Produksi jagung yang melimpah pada musim panen mengakibatkan harga jual jagung turun dari harga standar pada tingkat produsen. Pengeringan jagung merupakan salah satu solusi untuk dapat meningkatkan harga jual produk jagung. Metode pengeringan yang dapat digunakan terbagi menjadi dua macam yaitu pengeringan alami dan pengeringan buatan. Pengeringan alami yaitu pengeringan dengan memanfaatkan sinar matahari secara langsung. Cara ini banyak digunakan karena mudah dan murah, namun kendala metode pengeringan ini adalah memerlukan tempat yang luas, sangat berpengaruh pada cuaca, serta mudah terkontaminasi benda-benda asing. Pengeringan buatan adalah metode pengeringan yang dalam operasi pengeringannya menggunakan bantuan alat pengering. Metode ini bertujuan untuk mengatasi kekurangan pada metode pengeringan alami. Berbagai tipe dan bentuk mesin pengering ERK telah dikembangkan, salah satu diantaranya adalah mesin ERK hibrid tipe bak dimana pada kondisi cuaca yang kurang mendukung atau pada saat malam hari, proses pengeringan dapat terus berlangsung dengan mengoperasikan tungku biomassa sebagai pemanas tambahan. Pemanfaatan tenaga matahari sebagai sumber panas merupakan suatu bentuk solusi penyediaan energi alternatif, pada saat krisis energi seperti yang dihadapi oleh masyarakat kita saat ini terutama bagi produsen yang berada jauh terpencil dari jangkauan jaringan transportasi. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan uji kinerja alat pengering surya efek rumah kaca (ERK) hibrid dan tungku biomassa untuk pengeringan biji jagung. Parameter kinerja yang digunakan meliputi kinerja dua sub sistem yaitu: sub sistem rumah kaca sebagai alat pengering meliputi penyebaran suhu dalam rumah kaca, laju pengeringan, rendemen hasil pengeringan, kebutuhan energi listrik dan surya serta effisiensi sistem pengeringan dan sub sistem tungku biomassa sebagai sistem pemanas tambahan yang meliputi jumlah panas hasil pembakaran yang hilang melalui dindingdinding tungku, jumlah panas yang disalurkan dari pipa penyalur kedalam rumah kaca, jumlah panas pembakaran serta efisiensi dari tungku. Pada penelitian ini dilakukan 4 kali percobaan dimana percobaan 1 dan 2 dilakukan untuk mengetahui profil sebaran suhu pada siang hari dan malam hari tanpa beban pengering. Sistem pendistribusian udara ruang pengering pada percobaan 1 dan 2 dilakukan dengan mengoperasikan kipas. Dari kedua percobaan tersebut, percobaan yang mempunyai suhu optimal digunakan untuk mengeringkan biji jagung hingga mencapai kadar air produk yang diinginkan. Secara umum, hasil unjuk kinerja mesin pengering ERK hibrid tipe bak untuk pengeringan jagung pipilan adalah lebih baik daripada pengeringan dengan penjemuran (sun drying). Percobaan tanpa beban memiliki persebaran suhu relatif sama sehingga untuk percobaan menggunakan jagung pipilan sesuai dengan percobaan tanpa beban. Suhu udara siang hari yang dicapai pada percobaan ini berkisar antara 34°C-60°C. Nilai rata-rata suhu udara pada mesin pengering tersebut memenuhi syarat suhu untuk pengeringan biji jagung yang berkisar antara 40°C hingga 60°C. Rata-rata kelembaban relatif (RH) ruang pengering sebesar 33.79%. Proses pengeringan jagung sebanyak 1008 kg untuk percobaan 3 dan 1049 kg untuk percobaan 4 dengan kadar air awal rata-rata 31.59% bb dan 31.02% bb dilakukan selama 23 jam dan 25 jam hingga mencapai kadar air 14% bb dan 13.74% bb. Laju penguapan air adalah 0.77 bk/jam dan 0.68 bk/jam. Penggunaan biomassa sebagai sumber energi tambahan pada percobaan 1 dan percobaan 2 percobaan 3, dan percobaan 4 memberikan 76.58 %, 67.62 %, 90.4 %, 74.52 % energi yang diperlukan selama pengeringan dengan rata-rata penambahan biomassa adalah 4.11 kg/jam, sementara energi surya pada tiap percobaan berturut-turut adalah 17.2%, 27.19%, 7.25%, 21.98%. Efisiensi pengeringan total dengan iradiasi matahari pada percobaan 3 dan percobaan 4 dengan beban berturut-

turut adalah 27.33% dan 27.67%, efisiensi pengeringan total tanpa iradiasi matahari pada percobaan 3 dan percobaan 4 berurut-turut adalah 21.52% dan 35.08% dan dengan iradiasi matahari dan biomassa adalah 52.63% dan 34.83%. Efisiensi termal bangunan sebesar 23.56% dan 44.95%. Sedangkan efisiensi oleh udara pengering adalah sebesar 88.18% dan 72.69%. Efisiensi sistem pemanas tambahan (tungku dan penukar panas) yang digunakan pada pengeringan percobaan 1 dan 2 masingmasing yaitu 26.4 %, 28.74%, sedangkan efisiensi pengeringan pada percobaan 3 dan 4 yaitu 17.4% dan 24.19%. Nilai efisiensi yang didapatkan kecil dikarenakan banyak panas yang terbuang terutama di bagian dinding tegak tungku, sehingga panas pembakaran yang dihasilkan tidak maksimal untuk proses pengeringan dalam rumah kaca. Total biaya operasional tahunan pengeringan jagung sebanyak 1000 kg per proses dengan menggunakan mesin pengering ERK-Hibrid tipe bak adalah sebesar Rp. 32739900 dengan biaya pokok pengeringan (BPP) jagung sebesar Rp.387/kg atau 12.9% pada tingkat harga jual Rp.3000/kg.

UJI PERFORMANSI MESIN PENGERING (DRYER) EFEK RUMAH KACA (ERK) HIBRID TIPE BAK UNTUK PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN (Zea mays L)

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknik Mesin dan Biosistem Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

Oleh Novalina Naibaho F14061958

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

Judul Skripsi

: Uji Performansi Mesin Pengering (Dryer) Efek Rumah Kaca (ERK) Hibrid Tipe Bak Untuk Pengeringan Jagung Pipilan (Zea mays L)

Nama

: Novalina Naibaho

NIM

: F14061958

Menyetujui, Pembimbing,

Ir. Sri Endah Agustina, MS NIP. 19590801 1982032 003

Mengetahui, Ketua Departemen

Dr. Ir. Desrial, M. Eng NIP 19661201 199103 1 004

Tanggal lulus:

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Uji Performansi Pengeringan Efek Rumah Kaca (ERK) Hibrid Tipe Bak Untuk Pengeringan Jagung Pipilan (Zea mays L) adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun.

Sumber informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Agustus 2011 Yang membuat pernyataan

Novalina Naibaho F14061958

© Hak cipta milik Novalina Naibaho, tahun 2011 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian Atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm, dan sebagainya.

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Muara, Propinsi Sumatera Utara pada tanggal 18 Nopember 1987 sebagai anak pertama dari Jamian Naibaho dan Limerik BP. Siregar. Tahun 2000 penulis lulus dari SD Inpres 173365 Muara Tapanuli Utara dan menyelesaikan studi SMPN 1 Muara, Tapanuli Utara pada tahun 2003. Selanjutnya penulis lulus dari SMAN 1 Muara, Tapanuli Utara pada tahun 2006 dan pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke tingkat perguruan tinggi di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Tahun 2007, penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Teknik Pertanian IPB. Selama di IPB penulis aktif di berbagai organisasi kemahasiswaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian IPB (20072008) dan menjadi koordinator pelayanan di Komisi Persekutuan di Persekutuan Mahasiswa Kristen (2008-2009). Dalam menyelesaikan studi, penulis juga pernah menjadi asisten Praktikum mata kuliah Agama Kristen Protestan (2008-2009). Penulis pernah mengikuti beberapa seminar seperti Seminar The True Power of Water, Seminar Kursus Pembinaan Profesi dan Temu Engineer Bogor. Selain itu pula, Pelatihan yang pernah diikuti oleh penulis adalah Pelatihan Corel Draw X3 dan Pelatihan kepemimpinan Leadership oleh Karya Salemba Empat dan Indofood. Tahun 2009 penulis melakukan praktek lapangan di Sugar Group Company, Lampung dengan judul “Penerapan Mekanisasi Pertanian Pada Proses Produksi Gula Tebu di PT Gula Putih Mataram, Lampung”

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karuniaNya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan judul “ Uji Performansi Mesin Pengering (Dryer) Efek Rumah Kaca (ERK) Hibrid Tipe Bak Untuk Pengeringan Jagung Pipilan (Zea mays L)” dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian sejak bulan Maret sampai April 2011. Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.

Ir. Sri Endah Agustina, MS selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dalam penelitian dan penulisan skripsi serta memberikan bantuan dana dalam pelaksanaan penelitian ini.

2.

Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si dan Ir. Susilo Sarwono selaku dosen penguji atas saran dan masukan yang telah diberikan.

3.

Bapak Harto, Mas Firman, Mas Darma yang telah membantu selama di Leuwikopo dan memberikan saran.

4.

Keluarga tercinta Bapak, Ibu, adikku Nikson, Hanna, Maniari, Astika dan Budi untuk doa, dukungan dan semangat yang telah diberikan.

5.

G. Lovers yang telah memberikan semangat dan doa selama penelitian dan penulisan skripsi

6.

Teman-teman Teknik Pertanian 43 dan 44, khususnya Micha, Gonggo, Irfan, Iif, Dani, Manan, Zani, Maruli, Afni, Spetri atas segala dukungan dan bantuan yang telah diberikan selama pelaksanaan penelitian.

7.

Teman-teman Arini, khususnya Ka sarah, Uti, Fatima, Tika yang telah membantu selama penelitian memberi dorongan moril selama penyelesaian skripsi.

8.

Teman-teman Muara Marsada khususnya, B’hartip, Abdinal, Yunita, Riakantri, Juita yang tetap mendukung dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan skripsi.

9.

Teman-teman kosan Perwira 43 yang memberikan semangat dan doa selama penyelesaian skripsi. Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknik mesin dan biosistem.

Bogor, Agustus 2011

Novalina Naibaho

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR .........................................................................................................

iii

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

vi

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

vii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................

ix

PENDAHULUAN .............................................................................................................

1

A. LATAR BELAKANG ...............................................................................................

1

B. TUJUAN ....................................................................................................................

2

II. TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................................................

3

A. BOTANI DAN BUDIDAYA TANAMAN JAGUNG ................................................

3

B. PENGERINGAN ..........................................................................................................

5

C. KARAKTERISTIK PENGERINGAN JAGUNG .......................................................

8

D. HASIL PENELITIAN TENTANG PENGERINGAN JAGUNG ................................

9

E. TEORI PINDAH PINDAH ..........................................................................................

10

F.

PENGERING EFEK RUMAH KACA ........................................................................

11

III. METODE PENELITIAN ....................................................................................................

17

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN ..................................................................

17

B. BAHAN DAN ALAT .................................................................................................

17

C. PENDEKATAN MASALAH .......................................................................................

19

D. ALAT DAN METODE PENGAMBILAN DATA .......................................................

20

E. PENGOLAHAN DATA DAN ANALISIS .................................................................

22

F.

TAHAPAN PENELITIAN ...........................................................................................

28

G. PROSEDUR PENGUJIAN ...........................................................................................

29

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................................................

31

A. PENGUJIAN TANPA BEBAN ....................................................................................

31

B. PENGUJIAN DENGAN JAGUNG PIPILAN..............................................................

33

C. PINDAH PANAS TUNGKU DAN PIPA PENYALUR ..............................................

41

D. ANALISIS BIAYA PENGERINGAN JAGUNG ERK-HIBRID .................................

43

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

45

A. KESIMPULAN .............................................................................................................

45

B. SARAN .........................................................................................................................

46

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

47

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

49

I.

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Standar Mutu Jagung Oleh Badan Standardisasi Nasional .........................................

9

Tabel 2. Perbandingan Unjuk Kerja Mesin Pengering ..............................................................

12

Tabel 3. Unjuk Kerja Alat Pengering Tipe Lorong ...................................................................

26

Table 4. Jumlah dan Laju Penggunaan Bahan Bakar Biomassa................................................

32

Tabel 5. Komposisi Penggunaan Energi Pengeringan Jagung ..................................................

37

Table 6. Perbedaan Hasil Perhitungan Efisiensi .......................................................................

38

Tabel 7. Kebutuhan Energi Spesifik Untuk Percobaan .............................................................

39

Tabel 8. Laju kehilangan panas dari tungku .............................................................................

40

Tabel 9. Laju pembangkitan panas selama proses ....................................................................

42

Tabel 10. Komponen biaya tetap mesin pengering .....................................................................

43

Tabel 11. Komponen biaya tidak tetap mesin pengering ............................................................

43

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1.

Tanaman Jagung.................................................................................................

3

Gambar 2.

Pengeringan di bawah matahari langsung ..........................................................

5

Gambar 3.

Kurva psikometrik chart untuk pengeringan .....................................................

6

Gambar 4.

Pengering ERK-hybrid berbentuk kerucut ........................................................

13

Gambar 5.

Pengering ERK tipe terowongan ........................................................................

14

Gambar 6.

Sistem pengering ikan bertenaga surya ..............................................................

17

Gambar 7.

Mesin pengering cumi, udang, dan ikan laut ......................................................

17

Gambar 8.

Mesin pengering kopi .........................................................................................

18

Gambar 9.

Mesin pengering surya tipe lorong .....................................................................

19

Gambar 10.

Bangunan pengering ERK tipe bak ....................................................................

20

Gambar 11.

Lokasi sampel biji pada bak pengering ..............................................................

24

Gambar 12.

Sistem pindah panas pada tungku ......................................................................

29

Gambar 13.

Diagram alir kegiatan penelitian ........................................................................

30

Gambar 14.

Lokasi titik-titik pengamatan .............................................................................

32

Gambar 15.

Tahapan pengeringan jagung pipilan .................................................................

33

Gambar 16.

Persebaran suhu tiap titik pengukuran dan suhu lingkungan pada P1 ................

34

Gambar 17.

Persebaran suhu tiap titik pengukuran dan suhu lingkungan pada P2 ................

35

Gambar 18.

Suhu dan RH ruangan selama pengeringan berlangsung ...................................

36

Gambar 19.

Iradiasi matahari percobaan 3 dan 4 dengan beban ............................................

37

Gambar 20.

Suhu dan RH lingkungan selama pengeringan berlangsung ..............................

37

Gambar 21.

Sebaran suhu pada lapisan yang berbeda (dengan beban) ..................................

38

Gambar 22.

Penurunan kadar air di dua lapisan berbeda .......................................................

39

Gambar 23.

Laju penurunan kadar air setiap lapisan .............................................................

40

Gambar 24.

Komposisi jagung pipilan dan air yang diuapkan ..............................................

40

Gambar 25.

Komposisi penggunaan energi untuk pengeringan jagung .................................

41

Gambar 26.

Efisiensi termal bangunan untuk kedua percobaan ............................................

42

Gambar 27.

Efisiensi pengeringan oleh udara pengering.......................................................

43

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1.

Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan I tanpa beban .......................

50

Lampiran 2.

Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan II tanpa beban ......................

51

Lampiran 3.

Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan I dengan beban ....................

52

Lampiran 4.

Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan II dengan beban ...................

53

Lampiran 5.

Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 1 tanpa beban .......................................................................................................

Lampiran 6.

Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 2 tanpa beban ........................................................................................................

Lampiran 7.

57

Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 4 dengan beban......................................................................................................

Lampiran 9.

56

Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 3 dengan beban......................................................................................................

Lampiran 8.

55

58

Data penurunan kadar air jagung dari awal hingga akhir pengeringan pada percobaan I .........................................................................................................

59

Lampiran 10. Data penurunan kadar air jagung dari awal hingga akhir pengeringan pada percobaan II........................................................................................................

60

Lampiran 11. Perhitungan efisiensi penggunaan energi pada pengeringan jagung ..................

61

Lampiran 12. Kehilangan panas pada dinding tungku..............................................................

64

Lampiran 13. Kehilangan panas pada lantai tungku (QL2) dan lubang masuk udara pada tungku Q3 pada percobaan 1 ..............................................................................

65

Lampiran 14. Panas yang diterima rumah kaca dari pipa penyalur (QHE) pada percobaan 1 ...

66

Lampiran 15. Estimasi biaya pokok pengeringan .....................................................................

67

Lampiran 16

70

Gambar mesin pengering dan proses pengeringan dari awal sampai akhir ........

viii

DAFTAR SIMBOL

Ac

= luas celah pada atap tungku (m2)

Am

= lubang udara masuk (m2)

Ap

= luas permukaan pipa HE (m2)

C,m

= dicari berdasarkan bilangan Rayleigh (Holman, J.P, 1989)

C pb

= panas jenis produk (kJ/kgºC)

Gr

= Bilangan Grasshorf

g

= Gravitasi bumi (m/s2)

h

= koefisien pindah panas konveksi (W/m2 ºC)

H fg

= panas laten penguapan air bebas pada suhu Tbk (kJ/kg)

Ih

= total iradiasi surya harian (Wh/m2)

Ii

= iradiasi awal (W/m2)

If

= iradiasi akhir (W/m2)

I gl

= iradiasi selang pengukuran ganjil (W/m2)

I gp

= iradiasi selang pengukuran genap (W/m2)

Kat

= kadar air pada waktu ke t (% bk/jam)

Kat+∆t

= kadar air pada waktu ke t + ∆t (% bk/jam)

Kb

= konduktivitas thermal bahan (W/mºC) (Holman, J.P, 1989)

ku

= konduktivitas thermal udara (W/mºC) (Holman, J.P, 1989)

L

= dimensi karakteristik (m)

Lp

= laju pembakaran (kg/jam)

M0

= kadar air awal biji pala (% bb)

Mf

= kadar air akhir biji pala (% bb)

ms

= massa padatan (kg)

mu

= massa air yang diuapkan (kg)

mw

= massa air (kg)

Mmt

= massa bahan bakar (kg)

Nu

= Bilangan Nusselt

Pr

= Bilangan Prandtl didasarkan pada Tf. (Holman, J.P, 1989)

Pw

= daya yang dipakai untuk kipas (Watt)

QG

= Panas pembakaran selama proses (Watt)

ix

QT

= energi untuk memanaskan dan menguapkan air bahan (kJ)

Qu

= panas yang dilepas ke ruang pengering (Watt)

Qmt

= nilai kalor bahan bakar (kJ/kg)

Q HE

= Panas efektif dari tungku yang diterima HE (Watt)

R

= tahanan panas (m2K/W)

Ra

= Bilangan Rayleigh

t

= waktu yang digunakan (jam)

Tf

= Suhu film (K)

Tg

= suhu ruang pembakaran (ºC)

Tl

= suhu lingkungan (ºC)

Tm

= suhu udara lubang pada tungku (ºC)

Tp

= suhu pada pipa HE (ºC)

Tr

= suhu pada ruang pengering (ºC)

Tlt

= suhu lantai dasar tungku (ºC)

U

= koefisien pindah panas total (W/m2K)

v

= kinematik viscosity (m2/s), didasarkan pada Tf

Wo

= massa awal biji pala (kg)

dKa dt

= laju pengeringan (% bk/jam)

∆t

= selang pengukuran (jam)

∆T

= beda suhu dinding bahan dengan suhu lingkungan (ºK),

σ

= Tetapan Stefan-boltzman; 5.67 x 10-8 W/m2K

ε

= Nilai emisivitas bahan, berdasarkan suhu bahan (Kreit, F, 1973)

ηsp

= efisiensi sistem pengeringan (%)

ηT

= Efisiensi tungku (%)

x

I.

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Pengeringan merupakan salah satu tahapan penting dalam teknologi pascapanen biji-bijian, khususnya jagung dan gabah yang hampir selalu memerlukan pengeringan mekanis. Perlunya pengering energi surya berupa sistem pemesinan dan bukan dalam bentuk penjemuran (sun drying) merupakan suatu upaya untuk meningkatkan kualitas hasil pengeringan karena dapat menghasilkan keseragaman dalam kadar air jagung, disamping keuntungan untuk memperpanjang masa simpan. Mengingat kondisi sebagian besar produsen hasil pertanian dan kelautan yang memerlukan proses pengeringan produk oleh petani-petani dan nelayan miskin, maka selain pengadaan mesin-mesin pengering yang dapat berfungsi untuk menghasilkan kualitas prima perlu pula diupayakan harga dari alat pengering dapat terjangkau oleh petani miskin tersebut. Mesin pengering yang memanfaatkan energi surya merupakan pilihan alternatif. Faktor yang mendorong berkembangnya mesin pengeringan dengan energi surya di Indonesia dikarenakan ketersediaan surya yang melimpah, dan merupakan energi terbarukan, gratis dan ramah lingkungan. Pada kondisi cuaca yang kurang mendukung atau pada saat malam hari, proses pengeringan dapat terus berlangsung dengan mengoperasikan tungku biomassa sebagai pemanas tambahan. Pemanfaatan tenaga matahari sebagai sumber panas merupakan suatu bentuk solusi penyediaan energi alternatif, pada saat krisis energi seperti yang dihadapi oleh masyarakat kita saat ini terutama bagi produsen yang berada jauh terpencil dari jangkauan jaringan transportasi. Walaupun demikian dengan adanya potensi ekspor seperti yang sedang dilakukan oleh Pemda Gorontalo, mesin pengering dengan sumber energi terbarukan diharapkan dapat membantu dalam penekanan biaya pengeringan, percepatan proses pengeringan untuk dapat memenuhi target permintaan volume ekspor, sekaligus mempertahankan kualitas produk berupa keseragaman dalam kadar air akhir. Berbagai tipe dan bentuk mesin pengering ERK telah dikembangkan. Di Institut Pertanian Bogor, alat pengering ERK-Hibrid mulai dikembangkan sejak tahun 1995 oleh Kamaruddin Abdullah. ERK-Hibrid yang dikembangkan adalah tipe rak dimana tersusun rak dan kipas untuk meratakan panas. ERK-Hibrid lainnya dikembangkan oleh Nelwan et al. (2008) yang merancang ERK-Hibrid dengan wadah penempatan produk tetap dengan saluran aliran udara yang memungkinkan udara mengalir secara merata melalui lapisan produk yang dikeringkan dengan kapasitas pengeringan yang lebih besar dari ERK-Hibrid yang digunakan oleh Mulyantara (2008) yaitu ERK-Hibrid dengan wadah silinder berputar. Dyah (2009) merancang ERK-Hibrid tipe rak berputar yang menggunakan pemanas tambahan berupa heater dengan sumber energi listrik dan yang lainnya yang tidak disebutkan. Salah satu ERK-Hibrid lainnya adalah mesin pengering ERK-Hibrid tipe bak hasil rancangan bagian Teknologi Energi Terbarukan (TET) departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Tekonlogi Pertanian, IPB (2010) yaitu ERK-Hibrid yang digunakan dalam penelitian ini. Dalam penelitian ini akan dikeringkan jagung pipilan dan diuji kinerja dari mesin pengering dan dari uji tersebut akan diperoleh suatu nilai efisiensi dari masing-masing bagian mesin pengering sebagai suatu nilai kelayakan kinerja sistem pengering.

1

B. TUJUAN 1.

Menguji performansi mesin pengering Efek Rumah Kaca (ERK) Hibrid tipe bak hasil rancangan bagian Teknologi Energi Terbarukan (TET) Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Tekonlogi Pertanian, IPB (2010) untuk pengeringan jagung pipilan (Zea mays L).

2.

Melakukan analisis kelayakan teknis dan ekonomis terhadap hasil unjuk kerja mesin pengering tersebut.

2

II.

TINJAUAN PUSTAKA

A. BOTANI DAN BUDIDAYA TANAMAN JAGUNG A. 1. Botani Tanaman Jagung Jagung (Zea mays L.) merupakan salah satu tanaman pangan dunia yang terpenting, selain gandum dan padi. Sebagai sumber karbohidrat utama di Amerika Tengah dan Selatan, jagung juga menjadi alternatif sumber pangan di Amerika Serikat. Penduduk beberapa daerah di Indonesia (misalnya di Madura dan Nusa Tenggara) juga menggunakan jagung sebagai pangan pokok. Selain sebagai sumber karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai pakan ternak (hijauan maupun tongkolnya), diambil minyaknya (dari bulir), dibuat tepung (dari bulir, dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung bulir dan tepung tongkolnya). Tongkol jagung kaya akan pentosa, yang dipakai sebagai bahan baku pembuatan furfural. Jagung yang telah direkayasa genetika juga sekarang ditanam sebagai penghasil bahan farmasi. Adapun klasifikasinya sebagai berikut: Kingdom Divisio Sub Divisio Classis Ordo Familia Genus Species

: Plantae (tumbuh-tumbuhan) : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) : Angiospermae (berbiji tertutup) : Monocotyledone (berkeping satu) : Gramineae (rumput-rumputan) : Graminaceae : Zea : Zea mays L. Gambar 1.Tanaman Jagung

Di Indonesia, daerah-daerah penghasil utama tanaman jagung adalah Jawa Tengah, Jawa Barat, Jawa Timur, Madura, D.I Yogyakarta, Nusa Tenggara Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan, dan Maluku. Khusus di Daerah Jawa Timur dan Madura, budidaya tanaman jagung dilakukan secara intensif karena kondisi tanah dan iklimnya sangat mendukung untuk pertumbuhannya (Warintek,2010). Jagung tidak memerlukan persyaratan tanah yang khusus. Keasaman tanah yang baik bagi pertumbuhan tanman jagung adalah pH antara 5,6-7,5. Tanaman jagung membutuhkan tanah dengan aerasi dan kesediaan air dalam kondisi baik. Tanah dengan kemiringan kurang dari 8% dapat ditanami jagung. Jagung dapat ditanam di Indonesia mulai dari dataran rendah sampai di daerah pegunungan yang memiliki ketinggian 1000-1800 m dpl. Daerah dengan ketinggian optimum antara 0-600 m dpl merupakan ketinggian yang baik bagi pertumbuhan tanaman jagung (Warintek, 2010).

3

A.

2. Perkembangan Produksi Jagung Nasional

Berdasarkan situs BPS (2011) dinyatakan bahwa ARAM III (angka ramalan) produksi jagung tahun 2010 sebesar 17.844 juta ton dari ATAP (angka tetap) tahun 2009 sebesar 17.629 juta ton pipilan kering. Artinya ada tambahan 0,215 juta ton atau naik 1.22% dari capaian produksi 2009. Peningkatan produksi diperkirakan terjadi karena tambahan luas panen jagung dan produktivitas sebesar 0.7 kuintal/Ha (1.65%). Produksi jagung di Indonesia mulai meningkat tajam setelah tahun 2002 dengan laju 9.14% per tahun. Walaupun sebagian besar penggunaan jagung untuk komsumsi langsung, namun sudah mulai tampak penggunaan untuk insdustri pangan dan bahkan pangsanya sudah di atas penggunaan untuk industri pakan.

A.

3. Pengeringan Jagung

Pada umumnya masyarakat hanya memanfaatkan jagung dalam bentuk biji segar dalam pengolahan menjadi makanan. Namun dalam industri pangan maupun pakan, jagung yang digunakan dalam bentuk yang telah dikeringkan. Pengeringan bertujuan untuk memperpanjang umur simpan dengan cara mengurangi kadar air untuk mencegah tidak ditumbuhi oleh mikroorganisme pembusuk. Dalam proses pengeringan dilakukan pengaturan terhadap suhu, kelembaban (humidity) dan aliran udara. Pengeringan jagung dapat dibedakan menjadi dua tahapan yaitu: 1. Pengeringan dalam bentuk gelondong. Pada pengeringan jagung gelondong dilakukan sampai kadar air mencapai 18% untuk memudahkan pemipilan. Penjemuran dapat dilakukan di lantai, dengan alas anyaman bambu atau dengan cara diikat dan digantung. 2. Pengeringan butiran setelah jagung dipipil. Pemipilan dapat dilakukan dengan cara tradisional atau dengan cara yang lebih modern. Secara tradisional pemipilan jagung dapat dilakukan dengan tangan maupun alat bantu lain yang sederhana seperti kayu, pisau dan lain-lain sedangkan yang lebih modern menggunakan alat pemipil yang disebut corn sheller yang dijalankan dengan motor. Butiran jagung hasil pipilan masih terlalu basah untuk dijual ataupun disimpan, untuk itu diperlukan satu tahapan proses yaitu pengeringan akhir. Pengeringan jagung dapat dilakukan secara alami atau buatan. Umumnya petani melakukan pengeringan biji jagung dengan penjemuran di bawah sinar matahari langsung, sedangkan pengusaha jagung (pabrikan) biasanya menggunakan alat pengering tipe batch dryer dengan kondisi temperatur udara pengering antara 50°C – 60°C dengan kelembaban relatif 40%. Pengeringan dengan sinar matahari menjadikan mutu biji lebih baik yaitu menjadi mengkilap. Caranya adalah biji ditebarkan di lantai penjemuran di bawah terik matahari. Pengeringan ini membutuhkan tenaga kerja lebih banyak dan sangat tergantung dengan cuaca. Lama penjemuran dapat lebih dari 10 hari, tergantung dengan cuaca dan lingkungan. Selama penjemuran dilakukan pembalikkan hamparan biji 1-2 jam sekali. Jika cuaca tidak memungkinkan dapat diganti dengan hembusan udara pada pengeringan buatan. Pada tahap awal dengan suhu lingkungan selama 72-80 jam dan diteruskan dengan suhu udara 45-60˚C sampai biji kering.

4

Gambar 2 Pengeringan di bawah matahari langsung (sumberhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24587/4/Chapter%20II.pdf)

A.

4. Nilai Ekonomi Jagung Hasil Pengeringan

Tanaman jagung memiliki nilai ekonomi yang cukup tinggi. Melihat peluang dalam produksi jagung nasional belum bisa mencukupi kebutuhan industri nasional, maka potensi pasar jagung sangat besar. Tanaman jagung ini mudah perawatan dan cepat panen. Dalam waktu 3-4 bulan, tanaman jagung sudah dapat dipanen. Tidak dibutuhkan perlakuan khusus dalam merawat tanaman ini. Tanaman jagung juga dapat bertahan terhadap segala macam cuaca, panas-dingin, hujan kering, maupun angin. Untuk kebutuhan industri pangan maupun pakan, jagung harus dikeringkan terlebih dahulu. Oleh karena itu, jagung yang sudah dikeringkan memiliki nilai ekonomi yang tinggi daripada jagung belum dikeringkan. Selain daya simpan yang lebih lama jagung yang sudah kering juga bias diambil minyaknya (dari biji), dibuat tepung (dari biji, dikenal dengan istilah tepung jagung atau maizena), dan bahan baku industri (dari tepung biji dan tepung tongkolnya) (Wikipedia Indonesia, 2006).

B. PENGERINGAN B.1. Teori Pengeringan Pengeringan merupakan proses pemindahan kadar air dari bahan dan produk pertanian untuk menghasilkan produk yang berkualitas tinggi dan tahan lama untuk disimpan. Selama pengeringan tersebut terjadi dua proses yaitu proses perpindahan panas dari udara pengering ke bahan, dan proses pindah massa uap air dari permukaan bahan ke udara sekitar (Goswarmi, 1986). Menurut Henderson dan Perry (1976), pengeringan adalah proses pengeluaran air dari suatu bahan pertanian menuju kadar air kesetimbangan dengan udara sekeliling atau pada tingkat kadar air dimana mutu bahan pertanian dapat dijaga dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim. Umumnya media pengering yang digunakan adalah udara. Udara ini berfungsi antara lain untuk membawa panas masuk dalam sistem, untuk menguapkan, dan kemudian membawa uap air keluar dari sistem. Proses pengeluaran air di permukaan bahan dapat terjadi secara alamiah akibat adanya perbedaan tekanan uap antara bahan dan udara lingkungan di sekitar bahan. Meskipun proses pengeringan terjadi pada tekanan atmosfir, proses pengeringan ini dapat dipercepat dengan

5

memodifikasi kondisi udara lingkungan yaitu dengan pencampuran udara kering dan uap air. Pengkondisian udara laingkungan ini dapat dilakukan dengan pemanasan (heating), pendinginan (cooling), pelembaban (humidifying), penghilangan kelembaban (dehumidifying), dan pencampuran udara berdasarkan karakteristik fisik yang ditunjukkan dalam diagram psikometri (Goswami, 1986). Proses pengeringan menurut Henderson dan Perry (1976) terdiri dari dua periode yaitu periode pengeringan dengan laju tetap/konstan dan periode dengan laju menurun. Periode pengeringan dengan laju tetap merupakan periode perpindahan massa air yang berasal dari permukaan bahan. Proses ini terjadi karena adanya perbedaan tekanan uap air antara permukaan bahan dengan udara pengering. Proses ini akan terus berlangsung sampai air bebas pada permukaan telah hilang. Sedangkan pengeringan dengan laju menurun akan berlangsung setelah pengeringan laju konstan selesai. Kadar air diantara kedua periode tersebut disebut dengan kadar air kritis. Pengeringan dengan laju menurun akan berhenti hingga tercapai kadar air kesetimbangan. Kadar air kesetimbangan merupakan kadar air terendah yang dapat dicapai pada suhu dan kelembaban tertentu. Selama pengeringan berlangsung terjadi penurunan suhu bola kering disertai dengan kenaikan kelembaban mutlak (H), kelembaban relatif (RH), tekanan uap dan suhu pengembunan. Sedangkan suhu bola basah dan entalpi tetap. Ilustrasi aktivitas pengeringan dapat dilihat pada kurva psikrometrik chart pada Gambar 3.

3

Volume spesifik (m3/kguk)

1

SuhuPengemb unan

2

RH

Tud

Kelembaban mutlak (kgair/kguk)

Entalpi h2 (kJ/kgu h1 1 )

Tp

Keterangan : (1) – (2) = proses pemanasan udara (2) – (3) = proses pengeringan Tud = suhu udara Tp = suhu pengeringan Gambar 3. Kurva psikrometrik chart untuk pengeringan Metode pengeringan pangan maupun non-pangan yang umum dilakukan antara lain adalah pengeringan matahari (sun drying), oven, iradiasi surya (solar drying), microwave, dan pengeringan beku (freeze drying). Pengeringan merupakan metode pengawetan yang membutuhkan energi dan biaya yang cukup tinggi, kecuali pengeringan matahari (sun drying).

6

Pengeringan Matahari (Sun Drying) Pengeringan matahari (sun drying) merupakan salah satu metode pengeringan tradisional karena menggunakan panas langsung dari matahari dan pergerakan udara lingkungan. Pengeringan ini mempunyai laju yang lambat dan memerlukan perhatian lebih. Bahan harus dilindungi dari serangan serangga dan ditutupi pada malam hari. Selain itu pengeringan matahari sangat rentan terhadap resiko kontaminasi lingkungan, sehingga pengeringan sebaiknya jauh dari jalan raya atau udara yang kotor. Pengeringan matahari tergantung pada iklim dengan matahari yang panas dan udara atmosfer yang kering, dan biasanya dilakukan untuk pengeringan buahbuahan. Pengeringan Rumah Kaca (Greenhouse) Pengering efek rumah kaca adalah alat pengering berenergi surya yang memanfaatkan efek rumah kaca yang terjadi karena adanya penutup transparan pada dinding bangunan serta plat absorber sebagai pengumpul panas untuk menaikkan suhu udara ruang pengering. Lapisan transparan memungkinkan radiasi gelombang pendek dari matahari masuk ke dalam dan mengenai elemen-elemen bangunan. Hal ini menyebabkan radiasi gelombang pendek yang terpantul berubah menjadi gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Proses inilah yang dinamakan efek rumah kaca. (Kamaruddin et al., 1996). Pengeringan Oven Pengeringan oven (oven drying) untuk produk pangan membutuhkan sedikit biaya investasi, dapat melindungi pangan dari serangan serangga dan debu, dan tidak tergantung pada cuaca. Namun, pengeringan oven tidak disarankan untuk pengeringan pangan karena energi yang digunakan kurang efisien daripada alat pengering (dehydrator). Selain itu sulit mengontrol suhu rendah pada oven dan pangan yang dikeringkan dengan oven lebih rentan hangus. Pengeringan Iradiasi Surya (Solar Drying) Solar drying merupakan modifikasi dari sun drying yang menggunakan kolektor sinar matahari yang didesain khusus dengan ventilasi untuk keluarnya uap air. Energi matahari dikumpulkan menggunakan pengumpul energi yang berupa piringan tipis (flat plate) yang biasanya terbuat dari plastik transparan. Solar drying disebut juga iradiasi surya. Suhu pada pengeringan jenis ini umumnya 20 sampai 30°C lebih tinggi dari pada di tempat terbuka (open sun drying) dengan waktu pengeringan yang lebih singkat. Sistem solar drying juga digunakan pada pengeringan bijian, selain menggunakan sistem batch drying dan continous flow drying. Pengeringan Beku (Freeze Drying) Pengeringan beku merupakan salah satu cara dalam pengeringan produk pangan. Tahap awal produk pangan dibekukan kemudian diperlakukan dengan suatu proses pemanasan ringan dalam suatu lemari hampa udara. Kristal-kristal es yang terbentuk selama tahap pembekuan akan menyublim jika dipanaskan pada tekanan hampa udara yaitu berubah bentuk dari es menjadi uap tanpa melewati fase cair (Gaman dan Sherrington, 1981). Pengeringan beku atau sublimasi air dari proses pembekuan makanan menggunakan vakum dan panas digunakan pada beberapa jenis produk pangan seperti daging, ayam, makanan laut, buah, dan sayuran (Frazier dan Westhoff, 1978) dalam Noveni (2009).

7

B.2. Kadar Air Kadar air bahan menunjukkan banyaknya kandungan air per satuan bobot bahan. Metode pengukuran kadar air jagung ada dua yaitu kadar air basis basah (wet basis) dan kadar air basis kering (dry basis) (Henderson dan Perry, 1976). Kadar air basis basah adalah perbandingan antara berat air dalam bahan pangan dengan berat bahan total. Kadar air basis kering adalah perbandingan berat air dalam bahan dengan berat keringnya (padatan).
= M=

 

 

× 100% ………………………………… (1)

× 100% ……………………………………….. (2)

dimana m = kadar air basis basah (% bb) M = kadar air basis kering (% bk) Wm = berat air (gram) Wd = berat bahan kering (gram) Hubungan antara kadar air basis basah dan kadar air basis kering adalah sebagai berikut: M=



×



.......................................................................... (3)

Kadar air kesetimbangan (Me) adalah kadar air yang menunjukkan kesetimbangan antara laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan. Kadar air ini penting untuk diketahui karena erat kaitannya dengan pengeringan dan penyimpanan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar air kesetimbangan antara lain kecepatan udara pengering, suhu udara, kelembaban relatif udara (RH), dan kematangan bahan. Persamaan untuk menentukan kadar air kesetimbangan dikemukakan oleh Henderson dan Perry (1976) sebagai berikut: 1-RH = exp (1-a Meb) …………………………………… (4) dimana RH = kelembaban udara pada keadaan setimbangan (%) Me = kadar air kesetimbangan (%bk) a, b = konstanta pengeringan bahan

B.3. Pengertian Laju Pengeringan Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan kadar air bahan dalam satuan waktu. Penurunan kadar air produk selama proses pengeringan dinyatakan dengan  

=

 ∆ ∆

............................................................ (5)

8

dimana dW/dt wt wt+∆t ∆t

= laju pengeringan (%bk/jam) = kadar air pada waktu t (%bk) = kadar air pada waktu t + ∆t (%bk) = selang waktu (jam)

B.4. Efisiensi Pengeringan Efisiensi energi pada proses pengeringan adalah perbandingan antara total output energi pada sistem pengering dengan input energi yang terpakai oleh produk yang dikeringkan. Besarnya efisiensi pengeringan dapat dituliskan dengan persamaan berikut:  =

 

……………………………………………………………(6)

dimana np = efisiensi pengeringan (%) Q0 = output energi yang terpakai oleh produk (kJ) Qi = input energi (kJ)

C. KARAKTERISTIK PENGERINGAN JAGUNG Perlakuan yang dilakukan dalam pasca panen jagung adalah panen, pengeringan, pemipilan, dan penggilingan.Panen terbaik jagung perlu memperhatikan dua hal, yaitu ketetapan umur panen dan cara panen. Panen pada umur optimum akan memperoleh jagung dengan mutu terbaik, sedangkan panen lebih awal akan menghasilkan jagung dengan kadar butir keriput tinggi dan panen pada fase kelewat matang menyebabkan jagung banyak rusak. Biasanya jagung siap dipanen apabila kadar air biji mencapai 30-40%. Panen jagung dapat dibedakan menjadi dua cara tergantung kondisi wilayah. Pada daerah dengan curah hujan rendah, tongkol dibiarkan tetap pada tanaman hingga kering (kadar air 17-20%), kemudian jagung dipetik dengan meninggalkan kelobot pada tanaman. Sedangkan daerah dengan daerah curah hujan cukup tinggi, petani biasanya memanen jagung ketika masih segar (kadar air 30-40%). Batang jagung dipotong dengan sabit pada ketinggian sejajar pinggang, kemudian jagung diambil dan kelobotnya dikupas (Purwadaria, 1988) dalam Mulyantara (2008). Pengeringan jagung dilakukan dua tahap. Pengeringan pertama bertujuan agar jagung mudah dipipil dan terhindar dari kerusakan akibat kadar air yang tinggi. Pengeringan kedua dimaksudkan untuk menurunkan kadar air jagung sehingga siap disimpan untuk jangka waktu tertentu (Munarso dan Thahir, 2002) dalam Mulyantara(2008). Pada pengeringan butiran (pipilan), kadar air jagung diturunkan sampai kadar air sesuai mutu jagung yang dikehendaki. Standar mutu jagung pipilan yang dikeluarkan oleh Badan Standardidasi Nasional (BSN) dapat dilihat seperti Tabel 1 (Anonim, 1995).

9

Tabel 1.Standar Mutu Jagung Oleh Badan Standardisasi Nasional Komopen Utama Kadar air Butir rusak Butir warna lain Butir pecah Kotoran

I 14 2 1 1 1

Persyaratan Mutu (% maks) II 14 4 3 4 1

III 15 6 7 3 2

IV 17 8 10 5 2

Sumber: Standar Mutu Jagung Pipil, Badan Standardisasi Nasional (Anonim 1995) Pengeringan jagung yang dilakukan ada berbagai macam yaitu pengeringan dengan matahari, diangin-anginkan dan dengan mesin pengering. Effendi (1980) berpendapat pengeringan dengan matahari merupakan cara terbaik, karena dengan penurunan kadar air secara berangsur-angsur tidak menurunkan kualitas biji. Pengeringan jagung yang biasa dilakukan yaitu dengan panas matahari akan tetapi pengeringan tersebut memiliki kelemahan yaitu sangat bergantung dengan cuaca sehingga membutuhkan waktu yang relatif lama dan jagung banyak yang kotor. Pengeringan dengan panas buatan banyak diaplikasikan di daerah-daerah yang kurang mendapatkan panas matahari atau daerah yang mempunyai curah hujan tinggi. Selain itu pengeringan dengan cara diangin-anginkan dilakukan dengan meletakkan bahan di atas alas jemurakan tetapi tidak dalam keadaan matahari terik. Harrison et al. (1999) dalam Wilson (2010) meneliti pengaruh pengeringan in-bin biji jagung dengan ketebalan 1.5-2.1 m pada temperature 40-70 oC terhadap daya tumbuh benih. Biji jagung dikeringkan hingga kadar air kurang dari 10% pada temperature 40-45 oC tidak akan merusak baik daya tumbuh, pertumbuhan benih atau produktivitas. Tetapi jika dikeringkan pada 50 oC benih menjadi rusak, dan pada 60 oC mengakibatkan daya tumbuh menjadi nol persen. Sedangkan Chakraverty dan Singh (2001) menyampaikan bahwa suhu udara pengeringan maksimum yang aman untuk pengeringan jagung untuk keperluan benih adalah 43oC, sedangkan untuk bahan makanan 54oC serta untuk pakan ternak sebesar 82oC. Pengeringan biji jagung untuk benih dilakukan oleh Hossain (2008) dalam Wilson (2010) menggunakan alat pengering matahari-hibrid. Dengan kontrol aliran udara, suhu udara dapat dipertahankan pada suhu 42 ± 1 oC untuk mempertahankan daya perkemcambahan benih jagung. Hasil penelitian menunjukkan daya perkecambahan benih lebih dari 90%. Pengeringan lapisan tebal biasanya digunakan untuk pengeringan biji-bijian (termasuk jagung) dimana bahan ditumpuk sampai ketinggian tertentu. Udara pengering bergerak dari bawah tumpukan ke bagian atas melewati bahan yang akan dikeringkan. Pengeringan lapisan tebal adalah adalah pengeringan yang di dalam prosesnya terdapat gradient kadar air pada lapisan pengeringan untuk setiap waktu (Henderson dan Perry, 1976). Brooker et al., (1974) menyatakan bahwa pada awal proses pengeringan, pengeringan terjadi pada lapisan bawah. Kemudian selanjutnya proses pengeringan terjadi pada lapisan yang ada di atasnya. Ketika pengeringan telah terjadi pada semua lapisan, semua bahan telah dikeringkan sampai terjadi kesetimbangan dengan udara pengering.

D. HASIL-HASIL PENELITIAN TENTANG PENGERINGAN JAGUNG Pengeringan merupakan suatu teknik untuk menurunkan kadar air sampai batas aman sehingga tidak ada lagi aktifitas mikroorganisme yang merugikan. Pengeringan sudah banyak dilakukan terlebih mengenai metode. Metode pengeringan sangat diperhatikan karena akan berpengaruh terhadap jenis bahan yang dikeringkan dan kualitas hasil pengeringan. Metode yang

10

sesuai dapat meningkatkan efisiensi pengeringan. Metode yang banyak dikembangkan saat ini adalah pengeringan buatan (artificial drying) yang memanfaatkan sumber panas bukan dari matahari atau udara sekitar. Elfian (1985) menggunakan alat pengering lapisan tipis untuk pengeringan jagung (Zea mays L) dan kedelai (Glycine max L. Merril). Pengeringan dilakukan secara terus menerus dengan kecepatan aliran 0.1 m/detik pada suhu dan RH udara pengering konstan sampai tercapai kondisi kadar air kesetimbangan. Pada pengeringan jagung dengan suhu 400C;RH 65% dan 450C;RH 50%, terlihat adanya tendensi laju pengeringan konstan yang singkat pada awal pengeringan, sedangkan pengeringan dengan suhu 500C;RH 34% dan 550C;RH 26% seluruhnya berlangsung pada laju pengeringan menurun. Perubahan kadar air yang melonjak terjadi selama 3-4 jam pertama. Pengeringan berlangsung sampai perubahan kadar air per satuan waktu mendekati nol atau kondisi bahan telah mencapai kadar air kesetimbangan. Kadar air kesetimbangan tercapai selama 32 jam. Surbekti (1986) mengembangkan alat pengering jagung model sumur untuk tingkat pedesaan. Pada percobaan tanpa beban dengan bahan bakar arang sekam, tempurung kelapa dan kayu bakar diperoleh bahwa pembakaran dengan tempurung kelapa menghasilkan penyebaran suhu yang lebih seragam dan tingkat suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan bahan bakar yang diuji coba lainnya. Dari hasil pengujian efisiensi pengeringan untuk RH 84% dan RH 90% adalah berturut-turut sebesar 13.89% dan 10.2%. Lama pengeringan adalah 11 jam dan 18 jam pada RH 90%. Kurva laju penurunan kadar air lebih mendekati bentuk eksponen negative daripada bentuk linier. Kuncoro (1993) melakukan pengeringan kacang tanah, jagung dan kedelai menggunakan alat pengering tipe konveksi bebas. Jagung yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung tongkol dan jagung pipilan. Suhu untuk pengeringan dipertahankan pada kisaran 39-440C (rak terbawah) dengan bahan bakar tempurung kelapa. Jagung tongkol yang bobotnya 152 kg (input) dan berkadar air 34.70% bb membutuhkan waktu 54 jam untuk mencapai kadar air 19.50% dan menghasilkan 66.67% kg tempurung kelapa. Jagung pipilan yang bobotnya 92.41 kg (input) dan berkadar air 19.51% bb membutuhkan waktu pengeringan 34 jam untuk menurunkan kadar air menjadi 11.30% bb dan mengkomsumsi bahan bakar sebanyak 40.17 kg. Pengeringan ini mempersingkat waktu 4-5 hari jam kerja dibandingkan proses penjemuran (saat hujan). Laju pengeringan jagung tongkol 0.74% bk/jam dan jagung pipil 0.58% bk/jam. Efisiensi pemanasan dan efisiensi pengeringan total untuk jagung tongkol dan pipil masing-masing adalah 41,42%;16.59%, dan 35.58%;2.31%. Jubaedah (2000) menggunakan alat pengering tipe bak untuk proses pengeringan jagung dengan terlebih dahulu dilakukan proses tempering untuk menyeragamkan kadar air akhir bahan. Bahan yang digunakan adalah jagung pipilan varietas hibrida dengan perlakuan suhu plenum dipertahankan konstan 700C, kecepatan aliran udara 0.178 m/detik dan dua level ketebalan tumpukan yaitu 60 cm dan 75 cm. Percobaan tempering dilakukan selama 12 jam. Pengeringan jagung dengan ketebalan 60 cm dari kadar air 26.8% bb hingga 14.1% bb memerlukan waktu 6 jam dengan penyusutan bahan akibat pengeringan sebesar 8.85 kg, untuk pengeringan dengan ketebalan 75 cm dari kadar air awal 27.3% bb hingga kadar air akhir 14.6% bb memerlukan waktu 7 jam dengan penyusutan bahan akibat pengeringan sebesar 11.25 kg.

E. TEORI PINDAH PANAS Pindah panas diartikan sebagai pemancaran energi dari suatu daerah ke daerah lain karena perbedaan suhu yang terjadi antara kedua daerah tersebut. Ada tiga cara pindah panas yang dikenal yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah pindah panas di dalam bahan atau dari suatu

11

bahan ke dalam yang lain dengan saling menukarkan energi kinetik antara molekul tanpa ada pergerakan dari molekul tersebut. Cara pindah panas ini menjelaskan aliran panas di dalam bahan pangan padat selama pemanasan atau pendinginan. Konveksi adalah transfer energi yang disebabkan oleh adanya pergerakan fluida panas. Dalam cara ini, energi dipindahkan dengan kombinasi antara konduksi panas, penyimpanan panas dan adanya pencampuran bahan. Sutau contoh konveksi yaitu pindah panas ke produk di dalam alat penukar panas tabung dimana panas dipindahkan dari dinding ke cairan secara konduksi, penyimpanan panas dan kejadian pencampuran produk. Sedangkan pindah panas karena radiasi timbul ketika energi diangkut dengan gelombang elektromagnetik dari suatu bahan bersuhu tinggi ketempat bersuhu rendah. Perbedaan suhu antara karakteristik permukan dari kedua bahan sangat penting dalam cara pindah panas ini (Singh dan Helman, 1984) dalam Hartini (2010). Pindah panas secara konveksi adalah pindah panas yang terjadi karena adanya pergerakan molekul dari bahan yang dapat mengalir (fluida). Mekanisme ini memindahkan panas pada saat molekul-molekul berpindah dari satu titik ke titik lainnya dan menukarkan energi dengan molekul yang lain pada lokasi yang lain pula. Gerakan molekul ini ditimbulkan oleh perubahan-perubahan densitas yang terjadi dalam fluida yang dipacu oleh adanya perbedaan suhu pada titik-titik yang berbeda dalam fluida (Toledo, 1991) dalam Hartini (2010). Pindah panas konveksi dinyatakan oleh Singh dan Helman (1984) sebagai laju panas dari panas yang berubah pada interfase antara fluida dan bahan bakar padat tempat dimana panas akan dialirkan. Laju pindah panas konveksi sebanding dengan perbedaan suhu. Koefisien pindah panas konveksi merupakan salah satu sifat termofisik yang sangat berpengaruh terhadap proses pindah panas antara udara pengering dengan bahan tetapi tidak mencirikan karakeristik dari produk tersebut. Dengan mengetahui nilai dan simulasi koefisien pindah panas konveksi (h) maka dapat ditentukan tingkat suhu dan kecepatan udara yang sesuai untuk pengeringan pada momoditi tertentu. Koefisien pindah panas konveksi bukan merupakan sifat benda, nilainya berubah-ubah walaupun benda padat dan fluida yang terlibat sama. Nilai koefisien pindah panas konveksi dipengaruhi oleh kecepatan aliran fluida, berat jenis, kekentalan, kondutivitas panas, panas jenis fluida, geometri dan ada tidaknya buoyancy (Syarief dan Lun A, 1992) dalam Darmawan,(2003). Dalam pindah panas secara konveksi faktor-faktor yang ikut berpengaruh antara lain adalah nilai koefisien pindah panas secara keseluruhan, suhu dari sumber panas yang mengalir di dalam serta suhu dari lingkungan sekitarnya. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U) dapat dipengaruhi oleh nilai tahanan panas, koefisien pindah panas konveksi. Untuk nilai koefisien pindah panas konveksi dipengaruhi oleh bilangan Nusselt, konduktivitas udara serta luas penampang. Besarnya bilangan Nusselt dipengaruhi oleh bilangan Grasshorf dan Prandtl yang besarnya tergantung dari suhu pada bahan dan suhu pada lingkungan sekitar. Sedangkan pindah panas secara radiasi dipengaruhi oleh luas penampang, nilai emisivitas serta perbedaan antara suhu dinding dengan suhu lingkungan sekitar.

F.

MESIN PENGERING EFEK RUMAH KACA

Efek rumah kaca adalah peristiwa terperangkapnya energi gelombang pendek yang dipancarkan matahari dalam suatu bangunan transparan dan mengenai elemen-elemen bangunan. Radiasi yang dipantulkan oleh elemen-elemen bangunan berupa gelombang panjang dan terperangkap dalam bangunan karena tidak dapat menembus penutup transparan sehingga menyebabkan suhu menjadi tinggi. Dengan demikian udara didalam bangunan akan mengalami peningkatan suhu. Prinsip

12

inilah yang digunakan dalam mesin pengering tipe ERK untuk menghilangkan kadar air bahan. Energi yang dipancarkan matahari dihasilkan dari reaksi fusi yang mengubah hydrogen menjadi helium. Energi yang dihasilkan diperkirakan mencapai 3,8 x 1023 kW (Goswani, 1986). Walaupun jumlah energi yang dihasilkan matahari sangat besar, namun hanya 0,48 x 106 kJ/m2 yang diterima oleh bumi. Apabila luas wilayah Indonesia 1.9 x 1012 m2, maka energi surya yang dapat dimanfaatkan mencapai 28,35 x 1018 MW (Abdullah, 1998). Hal ini menunjukkan potensi energi surya cukup besar sebagai sumber energi untuk berbagai keperluan termasuk untuk pengeringan. Dalam mesin pengering tipe ERK sangat penting untuk memilih bahan transparan (glazing materials) yang akan digunakan sebagai penutup. Bahan transparan yang dipilih sebaiknya memiliki nilai trasmisivitas cahaya yang tinggi. Contoh bahan transparan yang digunakan adalah fiberglass, polikarbonat, dan plastic UV Stabilizer. Berdasarkan hasil beberapa penelitian pengeringan produk pertanian diketahui bahwa suhu rata-rata pengeringan produk pertanian dengan menggunakan pengering tipe ERK berkisar antara 390C-500C. Rata-rata suhu tersebut adalah memadai untuk pengeringan produk-produk pertanian. Waktu pengeringan yang dibutuhkan berkisar antara 4-57 jam tergantung dari jenis produk yang dikeringkan. Sedangkan konsumsi energi spesifik berkisar antara 5,2 MJ/kg-14,2 MJ/kg (Wijaya,2007). Hasil pengeringan berbagai jenis produk pertanian dengan menggunakan pengering ERK dikomplilasi oleh Abdullah et al. (1999) disajikan pada Table 2. Table 2. Perbandingan unjuk kerja antara mesin pengering ERK dengan mesin pengering konvensional untuk beberapa produk pertanian, Abdullah et al.(2007) Komoditas

Suhu pengerin gan (oC)

Waktu pengeri ngan (jam)

Beban (kg)

A. 1. Kakao a. Uji lab 1 b. Uji lab 2 c. Uji lab lapang

KES Sumber (MJ/ tambahan kg air) Sistem ERK

pemanas

Sumber

50 49.2 45.8

40 32 43

228 400 190

12.9 5.2 14.4

Hibrid minyak tanah Hibrid minyak tanah Hibrid arang

Nelwan (1997) Manalu (1998) Kamaruddin(199 8)

2. Kopi robusta 3. Panili 4. Benih a. cabai b. ketimun 5. buah a. papaya b. pisang sale 1 c. pisang sale 2 d. dendeng jantungpisag 6. kayu a. bayur b. kemiri 7. cengkeh 8. ikan a. tembang b. teri

37 51

60 52

1114 52

5.5 -

Tidak ada Hibrid arang

Dyah (1999) Mursali(1994)

40 40

4 9.5

1.6 5.4

-

Tidak ada Tidak ada

Kamaruddin 1995

39 40.6 n.a. 41.3

33 11 57

40 18 25 46.8

19.2 20.6

Tidak ada Tidak ada Tidak ada Hibrid batok kelapa

Tahir (1998) Mirza (1997) Somchart (1997) Dias A. (2006)

39.3 48.5 48.4

158 98 41

728 780 80

25.8

Hibid arang Tidak ada Tidak ada

Suhdi (1996) Efrida (1995) Dyah (2006)

44 37.2

40 11

1. Kopi 2. Kakao

44 38

70 108

95 2.2 Hibrid arang 26 Tidak ada B. Sistem Konvensional 773 11.6 Kayu bakar 5000 16.9 Kayu bakar

3. Pisang

n.a.

44

360

16

14.9

LPG

BinsarN(2006) Eko (2006) Triyono (1996) Utomo et al (1996) Soponronnarit (1997)

13

Mesin pengering ERK di Institut Pertanian Bogor pertama kali dikembangkan oleh Prof. Kamaruddin Abdullah, dari Departemen Teknik Pertanian. Beberapa tipe mesin pengering tipe ERK yang telah dikembangkan oleh para peneliti di Institut Pertanian Bogor antara lain:

F.1. Mesin Pengering ERK hybrid berbentuk kerucut (ELC-05) Alat ini dikembangkan oleh Prof. Kamaruddin Abdullah dan kawan-kawan di Pusat Pengembangan Ilmu Teknik untuk Pertanian Tropika (CREATA), Institut Pertanian Bogor (IPB). Alat berbentuk limas segienam itu, alasnya terbuat dari seng bersisi satu meter dan diletakkan di atas tungku terbuat dari semen setinggi sekitar 25 centimeter. Keenam sisi limas yang miring terbuat dari plastik transparan berbahan polikarbonat. Panas matahari yang ditahan dalam alat ini akan menghasilkan panas antara 37oC hingga 40oC, lebih panas daripada udara normal. Secara teori, suhu dalam alat pengering bisa mencapai 40oC hingga 50oC apabila kelembaban relatif udara di dalamnya 30% hingga 60%, iradiasi matahari rata-rata 500 W/m2, dan rata-rata suhu lingkungan 30oC. Di bagian dalamnya tersusun rak-rak dari kawat besi yang dianyam (srimin) yang digunakan sebagai tempat pemanggang. Pada salah satu sisi bagian bawah terdapat kipas yang digunakan untuk mengaduk dan meratakan panas di dalam ruangan dan di bagian puncaknya terdapat kipas yang akan menyedot uap air ke luar ruangan untuk menjaga kelembaban di dalam.

Gambar 4. Mesin pengering ERK hybrid berbentuk kerucut (ELC-05)

F.2. Mesin Pengering Surya Rumah Kaca- Hybrid Tipe Terowongan Mesin pengering ERK-hybrid tipe terowongan menggunakan energi surya dan energi biomassa sebagai sumber energi termal dan photovoltaic sebagai penghasil energi listrik untuk menggerakkan kipas. Komponen-komponen utama dari sistem pengering ini mencakup bangunan terowongan transparan, rak sebagai wadah, penukar panas, tungku, dan kipas. Seperti halnya pengering tipe kabinet, pengering ini ditujukan untuk produk-produk yang tidak tahan pada gerakan mekanis misalnya, ikan, udang, manisan buah, sayuran, dan lain-lain. Beberapa ukuran dari tipe ini telah dikembangkan dari 100-400 kg. Produk yang akan dikembangkan diletakkan pada nampan (tray) yang ada di dalam terowongan. Suhu ruang pengering tipe ini dapat mencapai

14

60oC pada kondisi cerah tanpa menggunakan pemanas tambahan. Untuk pengeringan ikan ukuran kecil sebagai pakan ternak waktu pengeringan yang dibutuhkan adalah 5 jam. Rizal, et al. (1999) dalam Larasati (2009) menguji mesin pengering tipe lorong (STD) yang merupakan rancangan dari Hohenheim University. STD merupakan salah satu tipe pengering surya yang berbentuk lorong untuk mengeringkan berbagai produk pertanian, dan dilengkapi dengan kipas untuk mengalirkan udara panas sampai keluar dari pengering. Pada satu sisi, dibawah dinding transparan hanya terdiri dari absorber, sedangkan produk yang dikeringkan diletakkan pada sisi lain. Hasil pengujian alat ini untuk berbagai produk dapat dilihat Tabel 3.

Gambar 5. Mesin pengering ERK tipe terowongan

Tabel 3. Unjuk kerja alat pengering tipe lorong terhadap beberapa produk pertanian di Indonesia (Rizal, et al, 1999) Kadar air Waktu pengeringan Komoditas Awal Akhir STD Tradisional Kayu manis 20-24 12-24 2,5-3 6 Cabai 80 11 13 40 Bawang merah 75 11 35 * Bawang putih 75 11 23,5 * Gambir 80 16 18 36

F.3. Mesin Pengering Surya Efek Rumah Kaca-Hybrid Tipe Kabinet Mesin pengering tipe kabinet sangat sesuai digunakan untuk bahan yang membutuhkan pengeringan tanpa ditumbuk. Komponen-komponen utama dari sistem pengering ini mencakup bangunan transparan, rak sebagai wadah, penukar panas, tungku, dan kipas. Pengering ini ditujukan untuk produk-produk yang tahan pada gerakan mekanis misalnya ikan, udang, manisan buah, sayuran, dan lain-lain. Beberapa ukuran dari pengering tipe ini telah dikembangkan dari 100-400 kg. Produk yang akan dikembangkan diletakkan pada nampan (tray) dan dimasukkan ke dalam rak. Selama pengeringan berlangsung kipas dinyalakan dan penggunakan bahan bakar secara kontinyu disarankan. Suhu ruang pengering tipe ini dapat mencapai 60oC. Waktu pengeringan bergantung pada jenis produk yang dikeringkan. Untuk pengeringan manisan pepaya, waktu yang dibutuhkan adalah 8 jam. Wijaya (2007) melakukan pengujian terhadap mesin pengering ERK tipe rak berenergi surya dan biomassa untuk pengeringan biji pala. Efisiensi penggunaan energi pada mesin pengering sebesar 6,73 % dan 8,06 %.

15

F.4. Mesin Pengering Surya Efek Rumah Kaca- Hybrid dengan wadah silinder berputar Mesin pengering ini menggunakan energi surya dan biomassa sebagai sumber energi termal dan energi listrik untuk menggerakkan kipas dan memutar silinder. Komponen-komponen utama dari sistem pengering ini mencakup bangunan trasparan, dua buah drum silinder, penukar panas, tungku, kipas, dan pemutar drum. Produk yang dapat dikeringkan mencakup jagung, kakao, kopi, dan produk-produk lain yang berbentuk biji-bijian atau produk lain yang tahan terhadap benturan. Kapasitas produk yang dikeringkan setara dengan 1000 kg biji kakao. Produk yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam silinder yang memiliki dinding yang berpori. Proses pengadukan dilakukan setiap 15 menit sampai 30 menit sekali. Saat pengadukan dilakukan kipas udara pengering dimatikan untuk penghematan energi dan menurunkan kebutuhan daya. Hasil percobaan menunjukkan bahwa suhu inlet udara pengeringan mencapai 60oC. Mulyantara (2008) telah melakukan pengujian terhadap mesin pengering surya tipe ERK-hybrid dengan wadah silinder untuk pengeringan jagung pipilan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rata-rata suhu ruang pengering berkisar antara 34,0OC-41OC dengan RH berkisar antara 60,2-76 %. Dengan pemutaran silinder selama 15 menit setiap jamnya perbedaan suhu antara lapisan dalam dan lapisan luar berkisar antara 0-9,8oC.

F.5. Mesin Pengering ERK-hybrid tipe rak berputar Mesin pengering ERK tipe rak berputar merupakan hasil penelitian dari tim peneliti hibah bersaing IPB, Dr. Dyah Wulandari dkk periode penelitian 2008/2009. Mesin ini dirancang untuk menghasilkan kadar air bahan yang lebih seragam dengan memutar rak. Prinsip kerja mesin pengering tersebut adalah sebagai berikut: 1. Iradiasi matahari yang berupa gelombang pendek masuk melalui dinding transparan kemudian diserap oleh absorber dan komponen lain di dalam ruang pengering seperti lantai, rak, pipa cerobong, dan produk yang dikeringkan. Akibatnya suhu komponen-komponen menjadi meningkat. 2. Selanjutnya iradiasi panas akan dipancarkan oleh komponen-komponen di dalam pengering berupa gelombang panjang. Karena gelombang panjang tersebut sulit untuk menembus dinding transparan, maka sebagian besar akan dipantulkan kembali ke dalam ruangan dan menyebabkan peningkatan suhu dalam ruangan. 3. Suhu udara yang tinggi menyebabkan terjadinya proses penguapan air dari produk yang lebih besar, dan uap air yang meninggalkan produk menyebabkan kelembaban di dalam ruangan akan meningkat. 4. Untuk menjaga agar proses penguapan tetap berlangsung, kelembaban di dalam ruangan harus dijaga pada tingkat yang memadai. Untuk itu, pengaliran udara dari luar dilakukan dengan menggunakan kipas listrik. Selain itu, kipas ini juga berfungsi untuk menyebarkan udara panas yang dihasilkan oleh tungku biomassa. Keseragaman kadar air dapat diperoleh dengan memutar rak pada kecepatan tertentu.

16

F.6. Mesin Pengeringn yang Dikembangkan oleh Institusi lain di Indonesia a. Mesin pengering ikan bertenaga surya Mesin ini dikembangkan oleh Ekadewi A. Handoyo et al dari jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra. Dari pengujian yang dilakukan pada model yang berkapasitas 250 gram, didapatkan bahwa pengeringan di musim hujan menghasilkan penurunan kadar air ikan dari 60% wb menjadi 38% wb setelah dikeringkan selama 6 jam. Temuan lain adalah bahwa temperatur plat kolektor plat datar pada musim hujan hanya mencapai 54oC. Dimensi kolektor surya 1,2 m x 19 m dengan laju aliran udara pengering 640 m3/jam (Handoyo, Kristanto dan Alwi, 2006).

Gambar 6. Sistem pengering ikan bertenaga surya (Handoyo, et al,2006)

b. Mesin Pengering Cumi, Udang, dan Ikan Hasil Laut Pengering cumi, udang dan ikan hasil laut ini menggunakan ruang pengering tipe kubus menggunakan dinding transparan dengan tambahan tungku biomassa. Adapun spesifikasi dari pengering tipe ini adalah : • Dimensi : Panjang 3m, lebar 2m dan tinggi 2,25 m • Daya listrik : 150 W, Fan • 1 unit tungku biomassa dengan laju pembakaran 2 s/d 3 kg/jam kayu/batok kelapa • Lama rata-rata pengeringan ± 2 Hari. • Enam buah rak tempat meletakkan cumi, udang dan ikan serta hasil laut. • Untuk cumi bisa diletakkan dirak/ digantung • Temperatur ruang pengering 40 oC sampai dengan 60 oC. • Kontrol temperature. Rangka bisa menggunakan besi, kayu atau alumunium.

Gambar 7. Mesin pengering cumi, udang, dan ikan laut

17

Dimensi dari ruang pengering bisa berubah-ubah sesuai dengan keinginan dan kapasitas yang diinginkan, untuk ukuran diatas harga ruang pengeringnya ± 40 juta rupiah sudah terinstallasi ditempat, diluar ongkos kirim. (Referensi: Kamaruddin Abdullah , Laboratorium Surya Universitas Darma Persada)

c. Mesin Pengering Kopi Pengering bijih kopi ICDC menggabungkan antara pengeringan dengan menggunakan sinar matahari dengan biomassa, sehingga pengeringan kopi dapat dilakukaan dimusim hujan sekalipun dan hasil yang didapatkan juga bebas dari kotoran-kotoran. Spesifikasi dari Pengering kopi ICDC : 1. Volume ruangan : lebar 1,2 m, panjang 1,5 m dan tinggi 1,75 m. 2. Motor listrik dengan rpm kontrol 3. Drum yang dilubangi dengan diameter 50 cm dan panjang 80 cm 4. Transmisi chain. 5. Blower 6. Tungku biomassa 7. Pipa besi dan katub 8. Vortek 12 inchi 9. Polycarbonat. 10. Rangka besi 11. Listrik 250 W Cara kerja dari pengering ICDC adalah : 1. Masukkan bijih kopi kedalam drum sesuai dengan takarannya. 2. Hidupkan motor, dan sesuiakan putaran drum dengan mengatur putaran motor. 3. Jika cahaya matahari tidak terlalu bagus, hidupkan tungku biomassa, tungku ini bisa menggunakan bahan bakar seperti kayu, arang, batok kelapa dll. 4. Hidupkan blower untuk mentransfer panas kedalam ruangan dan jaga api tungku tetap menyala, dengan mengatur bukaan katub. 5. Periksa kekeringan kopi.

Gambar 8. Mesin pengering kopi

18

d. Mesin Pengering Ikan, Rumput Laut, Soun, Cabe, Manisan Buah, Pisang Sale

Ini merupakan hasil penelitian dari dosen universitas darma persada tentang teknologi tepat guna. Mesin pengering ini adalah pengering surya tipe lorong dengan keunggulan: •Memanfaatkan sumber energi terbarukan setempat (Surya, angin, limbah kehutanan, pertanian) •Dapat melakukan pengeringan dengan relatip lebih cepat dibanding penjemuran •Dapat beroperasi secara kontinyu siang dan malam •Kandungan lokal 100% (hasil invensi sendiri) •Dapat digunakan untuk terutama untuk pengeringan ikan, rumput laut, soun, dendeng, bawang, cabe, manisan buah, pisang sale, dll. •√ Blower dapat digerakkan dengan menggunakan solar PV •√ Pengering mudah dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan Spesifikasi Komponen Utama - Dimensi : 2 m x 4 m x 2,5 m, Struktur transparan, Penyerap panas, Rak pengering, Axial Blowers : 3 buah, 12V- dc, Penukaran panas rangkaian pipa di bagian dasar bangunan, Unit pemanas tambahan tungku biomasa, Suhu pengering : 40 – 50 C. Kapasitas: Tergantung jenis produk (100 – 600 kg basah). Waktu pengeringan : 200 – 300 kg ikan ; 1 hari (20% BK) rumput laut – 2hari.

Gambar 9. Mesin Pengering Surya Tipe Lorong Prospek/peluang pemasaran produk •Program pemerintah mulai tahun 2007 dalam pengembangan SET dan desa mandiri energi. •Potensi SET (Sumber Energi Terbarukan)setempat yang cukup melimpah seperti energi surya, angin, mini-hidro, bio massa, panas bumi dan energi laut. •Makin meningkatnya pemahaman dan kesadaran pemerintah, swasta dan perguruan tinggi terhadap pentingnya SET sebagai alat untuk memajukan desa. •Sejalan dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan energi masyarakat desa juga akan meningkat. •Komitmen dunia dalam mencapai MDG dan mengurangi pemanasan global melalui protokol Kyoto. ( LPPM Universitas Darma Persada, Kamaruddin Abdullah)

19

III.

METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada Maret-April 2011 bertempat di Laboratorium Lapang Leuwikopo serta Laboratorium Teknologi Energi Terbarukan, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.

B. Alat dan Bahan yang Diuji 1.

Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung pipilan dengan kadar air rata-rata 31.6% basis basah sebanyak 1000 kg yang diperoleh dari kelompok tani di Banten, Jawa Barat.

2.

Alat Adapun peralatan yang diteliti unjuk kerjanya kerjanya adalah satu unit pengering ERK-Hybrid tipe bak yang merupakan hasil rancangan peneliti IPB bagian Teknologi Energi Terbarukan, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, periode 2009/2010 dimana bagian utamanya , yaitu: a. Bangunan rumah kaca dengan ukuran panjang x lebar x tinggi yaitu 360 cm x 310 cm x 200 cm. Bangunan rumah kaca ini terbuat dari dinding dan atap transparan (polycarbonet) polycarbonet) dan lantai pengering. Pada banguan rumah kaca ini terdapat exhaust fan 750 watt unuk mengeluarkan udara dari ruang pengering. b. Bak pengering yang akan diisi jagung yang akan dikeringkan dengan ukuran 250 cm x 150 cm x 80 cm c. Pemanas buatan yaitu tungku untuk menyalurkan udara panas ke ruang pengering. Dan untuk mentransfer energi panas dari tungku digunakan heat exchanger (HE). Gambar 10 merupakan gambar bangunan pengering ERK tipe bak.

Gambar 10. Bangunan pengering ERK tipe bak

20

Mesin pengering ini mempunyai prinsip kerja sama dengan prinsip kerja mesin pengeringn Efek Rumah Kaca (ERK) yang telah dijelaskan sebelumnya di bab sebelumnya. Sistem yang diamati dari mesin pengering ini secara garis besar terbagi menjadi 2 sub-unit sistem utama, yaitu unit bangunan mesin pengering dan unit pemanas tambahan (hibrid). Komponen lain yang mendukung kinerja sistem mesin pengering ini adalah penggunaan penukar panas (heat exchanger/HE), kipas. Bangunan mesin pengering yang diuji pada penelitian ini memiliki bagian-bagian dan fungsi sebagai berikut: 1. Bangunan mesin pengering Bangunan mesin pengering berfungsi sebagai penyerap (absorber) dan pengumpul (kolektor) panas sekaligus ruang pengering. a. Pengumpul (kolektor) dan penyerap (absorber) panas Mesin pengering dibuat dengan dinding penutup (pada bagiandepan, atas, dan belakang) dari bahan tembus cahaya/transparan (plastik polikarbonat dengan nilai transmisivitas 0,85) agar dapat melewatkan radiasi matahari dan menginsulasi panas yang dihasilkannya. Rangka utama dan bagian-bagian lain bangunan mesin dicat warna gelap agar berfungsi sebagai absorber yang menyerap panas sebesar-besarnya. b. Ruang pengering Ruang pengering adalah ruang untuk meletakkan jagung ketika proses pengeringan berlangsung. Ruang pengering juga berfungsi melindungi jagung dari hujan dan hama/binatang perusak. Bangunan pengering ini mempunyai alas berbentuk segi empat. Rangka bangunan terbuat dari besi pipa berdiameter luar 4,5 cm dan tebal 2 mm. Di dalam ruang pengering ini terdapat bak berbentuk persegi ukuran (2.5 x 1.5 x 0.8) m sebagai wadah/tempat jagung yang akan dikeringkan. 2. Pemanas tambahan Mesin pengering ini dilengkapi dengan pemanas tambahan berupa sebuah tungku biomassa (hibrid biomassa). Tungku biomassa sebagai tempat pembakaran biomassa (kayu bakar/tempurung kelapa/ limbah pertanian) akan menghasilkan panas yang dapat meningkatkan suhu mesin pengering mencapai kondisi pengeringan yang optimum dan membuat proses pengeringan berjalan secara kontinyu. 3. Penukar panas (heat exchanger/HE) Penukar panas digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan tungku biomassa tanpa memasukkan udara hasil pembakaran ke dalam mesin pengering. Penukar panas yang digunakan pada mesin pengering ini, yakni penukar panas menggunakan media udara (HE udara). HE udara terbuat dari beberapa besi pipa dengan diameter 3 cm yang dipasang melewati tungku pembakaran. 4. Kipas penghisap (blower) Mesin pengering dilengkapi dengan satu blower dengan daya 750 watt, yang diletakkan di bagian sisi/samping kiri mesin). Blower ini berfungsi untuk mengisap udara yang akan memindahkan uap air jagung yang dikeringkan. Proses pengeringan dapat dilakukan pada siang hari dengan memasukkan jagung ke dalam bak penampung, sesuai dengan beban optimum. Bila sudah cukup, blower dihidupkan. Jagung dalam bak tersebut akan mengalami proses pengeringan dikarenakan suhu ruang pengering yang meningkat akibat penyerapan iradiasi surya. Penutup transparan berfungsi untuk menahan gelombang panjang yang dipantulkan sehingga suhu ruang semakin tinggi sejalan dengan laju iradiasi surya yang ditangkap. Uap yang terjadi akan terdesak ke

21

jendela/bukaan, jagung yang terkumpul dalam bak akan mengalami proses pengeringan, kemudian diaduk sampai mencapai kadar air jagung akhir yaitu 12-14% (Kamaruddin, 2007)

C. Pendekatan Masalah Pada penelitian ini, penilaian keefektifan dan nilai tambah fungsi mesin pengering tipe efek rumah kaca (ERK) berenergi surya dan biomassa yang digunakan untuk mengeringkan jagung pipilan (zea mays L) disandarkan pada nilai analisa faktor unjuk kerja mesin dan pada analisis biaya investasi dan biaya operasi yang menjadi tujuan penelitian. Faktor ekonomis seperti ini atau dan faktor sosial juga memberikan andil dalam penilaian suatu mesin. Kemudian, pelaksanaan penelitian ini idealnya dilakukan pada kondisi cuaca/musim yang berbeda, yakni musim penghujan dan musim kemarau. Sehingga tampak perbedaan kinerja mesin pengering pada aspek-aspek yang diperbandingkan. Dan pada penelitian ini ada masa-masa cuaca mendung, bahkan gerimis/hujan pada saat pengambilan data. Pada penelitian ini dilakukan 4 kali percobaan. Pada percobaan pertama (P1) dan kedua (P2) yang merupakan percobaan pendahuluan dilakukan untuk mengetahui profil sebaran suhu pada siang hari tanpa beban pengeringan. Sedangkan percobaan ketiga (P3) dan percobaan keempat (P4) dilakukan dengan memakai beban pengeringan dan menggunakan input energi tambahan sampai kadar air jagung mencapai yang diinginkan. Tiap percobaan dilakukan secara kontinyu pada siang dan malam hari yaitu empat hari empat malam karena menggunakan pemanas tambahan. Waktu (lama pengeringan) dalam sekali percobaan dengan beban setara dengan asumsi kebiasaan di tempat penelitian, bahwa pengeringan jagung pipilan yang secara konvensional/dijemur memerlukan waktu sekitar 10 hari. Hal ini juga sejalan dengan apa yang pernah dilakukan Wilson (2010), bahwa pengeringan jagung pipilan dengan kadar air 25,7 % bk hingga kadar air 16,7% bk pada suhu 25-51 oC dilakukan selama 14 jam. Maka dengan waktu pengeringan selama satu hari satu malam atau setara 24 jam, diharapkan bisa mencapai kadar air aman. Untuk jumlah beban yang diberikan pada setiap ulangan/percobaan (ketiga dan keempat) semula akan disamakan, yakni 1000 kg (beban maksimal).

D. Parameter Kinerja (Unjuk Kerja) Mesin Parameter-parameter yang diukur untuk menentukan performansi alat adalah suhu ruang pengering dan sebarannya, waktu pengeringan dan laju pengeringan, kebutuhan energi untuk pengeringan, efisiensi penggunaan energi, dan mutu jagung. a. Suhu ruang pengering dan sebarannya Suhu ruang pengering adalah suhu udara rata-rata yang dapat dicapai mesin selama proses pengeringan. Sedangkan sebaran suhu adalah suhu rata-rata dari beberapa titik pengukuran yang tersebar di dalam ruang pengering. Pengukuran suhu ini dilakukan dengan menggunakan thermometer dan termokopel. Data suhu yang diperlukan antatra lain suhu bola basah lingkungan, suhu bola kering lingkungan, suhu bola basah ruang pengering, suhu bola kering ruang pengering, suhu bola basah keluar ruang pengering (outlet), suhu bola kering outlet dan suhu jagung.

22

b.

c.

d.

e.

f.

Waktu pengeringan dan Laju pengeringan Waktu pengeringan merupakan waktu total yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung sampai kadar air yang diinginkan. Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan persatuan waktu atau perubahan kadar air jagung dalam satu satuan waktu. Data yang diperlukan adalah bobot dan kadar air awal jagung sebelum dikeringkan, bobot dan kadar air akhir jagung yang telah dikeringkan, kadar air jagung selama proses pengeringan dan waktu pengeringan. Pengeringan akan dihentikan pada saat berat jagung telah mencapai kadar air yang diinginkan yaitu 12-14%. Selain itu juga dilakukan pengukuran terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan yaitu kecepatan udara pengering, dan kelembaban udara. Kualitas jagung yang dikeringkan Kualitas jagung yang dikeringkan dengan mesin pengering diharapkan lebih baik dari kualitas jagung yang dihasilkan dengan cara konvensional/dijemur. Kualitas jagung dapat dilihat dari penampakan fisik (keseragaman warna, dan ada atau tidaknya jamur pada jagung), dan kadar air. Kebutuhan energi untuk pengeringan Kebutuhan energi untuk pengeringan adalah kebutuhan energi surya, energi bahan bakar yang digunakan pada tungku pengering dan listrik yang digunakan untuk menggerakkan kipas exhaust. Kebutuhan energi spesifik untuk pengeringan Konsumsi energi spesipik yaitu kebutuhan energi yang digunakan untuk menguapkan satu kilogram uap air pada proses pengeringan. Efisiensi penggunaan energi Efisiensi total sistem merupakan persentase dari energi yang masuk ke sistem yang digunakan untuk mengeringkan jagung. Data-data input energi yang diperlukan meliputi data iradiasi surya, jumlah energi listrik yang digunakan, dan jumlah biomassa yang digunakan. Sedangkan data output energi berupa massa air yang diuapkan dari jagung (selisih berat akhir dan berat awal jagung), jagung, suhu udara pengering, RH dan kecepatan volumetrik udara pengering.

E. Alat yang Digunakan dan Metode Pengambilan Data E.1. Peralatan yang Digunakan a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l.

Peralatan yang digunakan untuk pengeringan ini antara lainyaitu: Satu unit mesin pengering ERK-Hibrid tipe bak Timbangan digital model EK-1200 A Timbangan duduk kapasitas 500 kg Hybrid RecorderYokogawa Termokopel tipe CC (Copper Constanta) Multimeter model 2506 A merek YEW Anemometer Kanomax tipe 6011 Pyranometer model MS-401` Termometer Alkohol (00-1000C) Alat ukur waktu, alat ukur panjang, dan alat tulis Multi grain moisture tester tipe Grainer II merk Kett Kassa-kapas, plester, gelas plastik kecil, dan obeng

23

E.2. Metode Pengambilan Data Metoda pengambilan data untuk masing-masing parameter kinerja mesin adalah sebagai

berikut: a. Suhu Pengukuran suhu dilakukan untuk mengetahui profil suhu dan sebarannya di dalam ruang pengering, lingkungan dan di ruang pembakaran. Alat yang digunakan antara lain termokopel tipe CC, Chino Recorder Yokogawa, dan thermometer alkohol. Waktu pengukurannya secara periodik mengikuti selang berikut: 1. 30 menit sekali untuk jam ke-1 s.d jam ke-6 2. 1 jam sekali untuk jam ke-7 s.d jam ke-30 3. 2 jam sekali untuk jam ke-31 s.d selesai b. Lama pengeringan Lama pengeringan ditentukan dari waktu yang diperlukan pengering untuk melakukan proses pengeringan dari kadar air awal sampai kadar air akhir yang telah ditentukan. c. Kadar air Kadar air jagung yang diukur merupakan kadar air awal, kadar air akhir dan kadar air jagung pada suatu waktu selama proses pengeringan. Sedangkan untuk mengetahui massa padatan dalam jagung akan diambil sampel. Kemudian sampel tersebut akan diukur kadar airnya dengan Grain Moisture Tester. Peralatan yang digunakan antara lain timbangan digital, timbangan duduk, dan Grain Moisture Tester. Pengambilan data kadar air jagun secara periodik mengikuti selang waktu berikut agar terlihat perubahan penurunan kadar air secara bertahap: 1. 30 menit sekali untuk jam ke-1 s.d. jam ke-6 2. 1 jam sekali unutk jam ke-7 s.d. jam ke-30 3. 2 jam sekali untuk jam ke-31 s.d. selesai. Peletakan sampel biji jagung pada bak yang di ukur perubahan kadar airnya dapat dilihat pada Gambar 11:

Keterangan R1-R8: Titik peletakan sampel biji jagung pada bagian bawah. R9-R18: Titik-titik peletakan sampel biji jagung pada bagian atas

Gambar 11. Lokai sampel biji pada bak pengering

24

d.

e.

f.

g.

h.

Kebutuhan energi listrik Energi listrik digunakan untuk menggerakkan kipas exhaust. Kebutuhan daya listrik diukur berdasarkan daya (tercantum pada spesifikasi alat) dan lamanya alat bekerja. Kebutuhan energi biomassa Pengukuran bahan bakar dilakukan dengan penimbangan jagung bakar sebelum dan sesudah dilakukan pembakaran. Biomassa yang digunakan adalah kayu dan satuan pengukurannya adalah kilo gram (kg). Besar energi rata-rata yang dihasilkan untuk setiap periode pembakaran dapat ditentukan melalui perkalian laju pembakaran jagung bakar dengan nilai kalor dari jagung bakar tersebut. Laju pembakaran merupakan selisih berat sebelum dan sesudah pembakaran dibagi dengan waktu yang dibutuhkan untuk proses pembakaran. Sehingga laju konsumsi energi dapat dinyatakan dengan persamaan: Q b = m bH b Iradiasi surya Iradiasi surya merupakan rata-rata energi radiasi yang terjadi pada suatu permukaan (W/m2) di suatu lokasi (Abdullah, 1998). Pengukuran radiasi surya dilakukan dengan menggunakan alat pyranometer. pyranometer ini akan ditempatkan di sekitar alat pengering yang tidak terhalang sinar matahari. Data keluarannya masih berupa tegangan (mV) yang terlihat pada digital multimeter. Nilai 1 mV yang terukur oleh pyranometer setara dengan 1000/7 W/m2. Kelembaban udara Pengukuran kelembaban udara relatif (RH) meliputi kelembaban udara di luar dan di dalam pengering, dimana pengukurannya dilakukan bersamaan dengan pengukuran suhu. Nilai suhu yang ditunjukkan oleh thermometer bola basah (Tbb) dan bola kering (Tbk) selanjutnya diplotkan dalam psychrometric chart sehingga diperoleh nilai kelembaban udara. Kecepatan udara Kecepatan aliran udara pengering diukur dengan menggunakan anemometer. Bagianbagian yang diukur meliputi kecepatan aliran udara di luar mesin pengering (lingkungan), kecepatan udara masuk (inlet), serta kecepatan udara keluar ruang pengering (outlet). Pembacaan data dilakukan setiap satu jam sekali.

F. Pengolahan Data dan Analisis 1. Proses pengeringan dalam rumah kaca 1.

Kadar Air Jagung Perhitungan kadar air jagung dapat dihitung sesuai dengan persamaan 1 dan 2

2.

Iradiasi Surya Total iradiasi surya harian dihitung dengan menggunakan metode simpson (Purcell dan Vanberg, (1999) dalam Aji 2007) sebagai berikut: Ih =

∆ 

I + 4 ∑ I"# + 2 ∑ I"% + I& '……………………………….(7)

Keterangan: Ih = total iradiasi surya harian (Wh/m2)

25

∆t Igl Igp Ii If

= selang pengukuran (jam) = iradiasi selang pengukuran ganjil (W/m2) = iradiasi selang pengukuran genap (W/m2) = Iradiasi awal (W/m2) = Iradiasi final (W/m2)

……….……………………………………….………(8) Keterangan: I = iradiasi surya (W/m2) Ipm = iradiasi surya pyranometer (mV) 3.

Laju pengeringan Laju pengeringan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 5.

4.

Energi surya yang diterima oleh model pengering Q1 = 3.6IgAp (τα)pt …………………………………….……………(9) Keterangan: Q1 = energi surya yang diterima oleh model pengering (kJ) Ig = iradiasi surya (W/m2) Ap = luas permukaan model pengering (m2) τ = transmisivitas bahan model pengering (-) α = absortivitas bahan penyerap (-) t = lamanya penyinaran matahari (jam)

6. Panas yang digunakan untuk meningkatkan suhu jagung Q2 = m0 Cpb (T2-T1)

…………………………………..…………(10)

Nilai CP ditentukan dengan persamaan Siebel (Heldman and Singh, 1989) sebagai berikut: Cpb = 0.837 + 0.034 M0 ………………………..…………………(11) Keterangan: Q2 = panas yang digunakan untuk meningkatkan suhu jagung (kJ) m0 = massa awal jagung (kg) Cpb = panas jenis jagung (kJ/kg0C) M0 = kadar air awal jagung (%bb) T1 = suhu jagung sebelum dipanaskan (OC) T2 = suhu jagung sebelum dipanaskan (OC) 7. Panas yang digunakan untuk menguap air jagung Q3 = muHfg ……………………………………………………. (12) Keterangan: Q3 = panas yang digunakan untuk menguapkan air jagung (kJ)

26

mu = massa air yang diuapkan (kg) Hfg = panas laten penguapan jagung (Kj/kg) 8.

Panas yang diterima udara model pengering Q4 = mud Cud(TR-Tl)

………………………………………..(13)

Keterangan: Q4 = panas yang diterima udara model pengering (kJ) mud = massa aliran udara (kg) = q x ρud x t Cpud = kalor jenis udara (kJ/kgoC) TR = suhu ruang sebelum dipanaskan (oC) TL = suhu lingkungan sebelum dipanaskan (oC) q = laju aliran udara (jenuh) pengering (m3/jam) = w x (vs / (Ha - Ho)) ρud = massa jenis udara (kg/m3) t = waktu pengeringan (jam) w = laju penguapan air (kg uap air/jam) = mu / t Ha = kelembaban mutlak udara pengering pada TR (kg/kg uk) Ho = kelembaban mutlak udara lingkungan pada TL (kg/kg uk) Mu = massa air yang diuapkan (kg) 9.

Energi untuk menguapkan air jagung dan menaikkan suhu jagung Q5 = Q2 + Q3

……………………………………………..…(14)

Dimana: Q5 = energi untuk menguapkan air jagung dan menaikkan suhu (kJ) Q2 = energi untuk menaikkan suhu jagung (kJ) Q3 = panas yang digunkan untuk menguapkan air jagung (kJ) 10. Energi listrik Energi listrik untuk menggerakkan kipas Q6 = 3.6 Pk t ………………………………………………… (15) Dimana: Q6 = energi listrik untuk mengerakkan kipas Pk = daya listrik (Watt) t = waktu pengeringan (jam) 11. Energi biomassa Q7= mbQkb............................................................................. (16) Dimana: Q7 = energi biomassa (Watt) mb = massa biomassa (kg) Qkb = nilai kalor jagung (kJ/kg) Untuk kayu bakar (Qkb) = 15 582,46 kJ/kg

27

12. Konsumsi energi untuk menguapkan 1 kg uap air dari jagung pada saat iradiasi matahari (

nE = ) Tanpa Iradiasi (

nE = )

dimana: Qi = energi yang masuk ke sistem dengan iradiasi (kJ) Qti = energi yang masuk ke sistem tanpa iradiasi (kJ) mv = laju aliran massa air yang diuapkan (kg/det) 13. Efisiensi termal

ηt

=

*+ * *,

×100…………………………………………..(17)

dimana: η termal = Efisiensi termal (%) 14. Efisiensi pengeringan oleh udara

ηUP = (+ × 100% (-

………………………………………….…(18)

dimana:

ηUP = Efisiensi pengeringan oleh udara pengering (%) 15. Efisiensi total sistem (. (

ηp= ( (/ (, × 100% ….…………………………………..(19) dimana: Q2 Q3 Q1 Q6 Q7

= panas yang digunakan untuk meningkatkan suhu produk (kJ) = panas yang digunakan untuk menguapkan air produk (kJ) = energi surya yang diterima oleh mesin pengering (kJ) = energi listrik untuk menggerakkan kipas (Watt) = energi biomassa (Watt)

16. Konsumsi Energi Spesifik (KES) KES =

( (/(, 01%

................................................................................ (20)

dimana: KES = Konsumsi energi spesifik (kJ/kg uap air) Q1 = energi surya yang diterima oleh mesin pengering (kJ) Q6 = energi listrik untuk menggerakkan kipas (Watt) Q7 = energi biomassa (Watt) muap = Massa air jagung yang menguap (kg)

28

2. Pindah panas tungku dan Pipa penyalur dalam ERK Perpindahan panas akibat pembakaran bahan bakar terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi. Pada keadaan mantap (steady state), kehilangan panas dari hasil pembakaran terjadi melalui permukaan dinding tungku dan melalui saluran udara serta gasgas hasil pembakaran, sedangkan untuk aliran kalor merupakan gabungan proses produksi, konveksi dan radiasi serta dapat dinyatakan dengan koefisien pindah panas menyeluruh.

QL4

QL1

QL3 QHE QL2

Qu1

QG

Keterangan: QL1: kehilangan panas pada dinding tegak tungku;QL2: kehilangan panas pada lantai tungku;QL3: kehilangan panas lubang udara masuk tungku;Qu1: Panas dari celah dan disalurkan kerumah kaca; QHE: panas yang diterima HE dan disalurkan kerumah kaca QL4: panas yang hilang dari cerobong Gambar 12. Sistem pindah panas pada tungku dan penukar panas Kehilangan panas pada dinding tegak tungku didekati dengan persamaan: ………………………….. (22) QL1 = (Ha(Td - Tl)) + (σAε(2- − 2#- )) 45 h = Nu ………………………………………………………. (23) # dimana: QL1 = Kehilangan panas pada dinding tegak tungku (Watt) Perhitungan nilai h untuk dinding tegak dipengaruhi oleh bilangan Nusselt seperti pada persamaan berikut: Nu = C(Ra)m

…………………………………………………............(24)

Nilai konstanta C dan m dapat diketahui nilainya berdasarkan geometri.

29

Ra = Gr Pr

………………………………………………………...(25)

Gr =

………………………………………………………...(26)

β= Tf =

6789 ∆: ;<



………………………………………………………..(27)

=> =?  =@

...................................................................................... (28)

.

Kehilangan panas pada dinding dasar tungku (QL2) dapat didekati dengan persamaan: ……………………………(29) QL2 = (HA(Tlt - Tl)) + (σAε(2#- − 2#- )) dimana: QL2 = Kehilangan panas pada dinding dasar tungku (Watt) Kehilangan panas pada saluran udara masuk tungku (QL3): QL3 = εAmσ((Tm + 273)4 – (Tl + 273)4) ……………………………(30) dimana: = QL3 = Kehilangan panas pada saluran udara (Watt) Panas yang diterima oleh rumah kaca dari pipa penyalur didekati dengan persamaan: Qu = Qu1 + QHE ……………………………………………..(31) dimana Qu = panas yang dilepas ke ruang pengering (Watt) QHE = hA (Tp - Tr) ……………………………………………..(32) dimana: QHE = panas efektif dari tungku yang diterima HE (Watt) Qu1 = U (Tg - Tr) ………………………………………………(33) dimana: Qu1 = Panas yang diterima oleh rumah kaca dari pipa penyalur (Watt) Dimana: R=

ABC

+

∆D EF BC

+

ABC

.

…….................................................(34)

Efisiensi sistem tungku dan HE dapat dihitung dengan persamaan: T =

(GHI JKL (M

………………………………………………(35)

30

G. Tahapan Penelitian Tahapan penelitian yang dilakukan dalam percobaan atau pengujian mesin pengering dijelaskan dalam diagram alir berikut ini:

Mulai dengan setting kondisi alat dan persiapan

Pengujian tanpa beban

Percobaan 1

Percobaan 2

Perbandingan pengujian tanpa beban optimal

Percobaan pengeringan dengan jagung pipilan

Percobaan 3

Percobaan 4

Perhitungan dengan analisis data

Selesai

Gambar 13. Diagram alir kegiatan penelitian

31

H. Prosedur Pengujian Percobaan dilakukan untuk mengetahui sebaran suhu di ruang pengering kondisi kosong tanpa beban yang dilakukan dengan input energi panas berasal dari pembakaran biomassa di tungku (malam hari) dan kombinasi antara biomassa dan radiasi (siang hari). Percobaan kosong dilakukan dua kali. kali. Untuk memenuhi analisis unjuk kerja alat tersebut maka beberapa data yang diperlukan adalah sebagai berikut:

Keterangan: T1: Suhu tungku, T2: Suhu HE tungku, T3-T5: Suhu ruang bagian bawah, tengah dan atas, T6: Suhu cerobong asap: Twb,o: Suhu bola basah keluar ruang pengering (outlet), Tdb,o: Suhu bola kering keluar ruang pengering (outlet), V1,o: Kecepatan udara keluar ruang pengering, pengering, v1: kecepatan udara inlet, Twb,l: Suhu bola basah lingkungan, Tdb,l: Suhu bola kering lingkungan, Irad: Iradiasi surya.

Gambar 14. Lokasi/titik-titik pengamatan Pengujian pada penelitian ini dilakukan secara kontinyu sebanyak dua kali percobaan (proses pengeringan). Dari beberapa rujukan dan penelitian sebelumnya diketahui pengeringan jagung berlangsung pada kisaran suhu 40-70oC Pengeringan pertama dan kedua dengan kapasitas satu ton (skala kelompok tani/koperasi) dan suhu diambil 60 oC jagung pipilan secara kontinyu sampai kadar air yang diinginkan yaitu ±14% sesuai standar mutu kering jagung. Proses pengeringan jagung dengan ERK mengikuti tahapan proses yang disajikan pada Gambar 15.

32

Jagung kadar air kering panen, suhu ± 34.14 oC 1000kg, KA ± 31% bb

Penimbangan dan pemasukan jagung ke dalam bak pengering

Pengambilan sampel awal dan pengukuran kondisi awal

Proses pengeringan pada suhu 40-60 oC

Pengadukan

Pengukuran suhu dan kadar air bahan setiap waktu yang ditentukan Pengadukan

Pengeringan dilanjutkan hingga kadar air ±14% bb

Pemindahan jagung kering dari bak pengering

Produk

Gambar 15. Tahapan proses pengeringan jagung pipilan dengan ERK-Hibrid

33

IV.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengujian Tanpa Beban Untuk mengetahui profil sebaran suhu dalam mesin pengering ERK hibrid tipe bak yang diuji dilakukan dua kali percobaan tanpa beban yang dilakukan pada siang hari dan malam hari secara terus menerus (non-stop). Percobaan 1 suhu ruang pada mesin pengering berkisar antara 33oC sampai 47.5oC dengan nilai RH rata-rata 60.63-95.95%. Suhu lingkungan pada percobaan 1 berkisar antara 24oC sampai 36oC sedangkan RH lingkungan berkisar antara 56.65-96.75%. Berikut merupakan gambar perbandingan suhu tiap titik pengukuran pada percobaan 1.

50 45 40

Suhu (oC)

35 30 25 20 15 10 5 0

Suhu bagian bawah

Suhu bagian tengah

Suhu bagian atas

Suhu lingkungan

Gambar 16. Persebaran suhu tiap titik pengukuran dan suhu lingkungan pada percobaan 1 Dari Gambar 16 diatas terlihat bahwa suhu pada titik pengukuran tiap bagian sepanjang proses pengeringan berfluktuatif dengan nilai standart deviasi untuk suhu bagian atas 4.02 oC, suhu bagian tengah 4.84 oC, suhu bagian bawah 3.57 oC dan lingkungan 3.91 oC . Hal ini karena adanya kipas yang berfungsi untuk mengontrol suhu dalam ruang pengering. Suhu pada siang hari berubah dari waktu kewaktu mengikuti pola suhu lingkungan dan intensitas radiasi surya. Suhu pada titik yang dekat HE memiliki suhu yang lebih tinggi karena titik tersebut paling dekat dengan sumber panas, sedangkan suhu rata-rata minimum terdapat titik pengukuran yang berada pada sudut bangunan dan jauh dari sumber panas. Persebaran suhu rata-rata pada tiap posisi pada bak bawah lebih merata dari pada bak tengah. Meratanya persebaran suhu pada bak bagian bawah dan bak bagian tengah dikarenakan adanya kipas yang terletak pada outlet bagian bawah yang membantu persebaran suhu. Persebaran suhu pada siang hari juga dipengaruhi oleh radiasi surya dimana kondisi

34

pada saat pengukuran cerah bahkan mencapai 887.14 Watt/m2 pada pukul 13.30 sehingga suhu ruangan yang dicapai juga tinggi. Suhu rata-rata malam hari lebih rendah daripada siang hari karena pada malam hari sumber panas hanya didapat dari tungku saja, namun suhu pada malam hari lebih konstan daripada siang hari dengan standart deviasi 2.47 oC karena tidak adanya fluktuasi radiasi surya yang mempengaruhi suhu dalam ruang pengering. Suhu ruang pada percobaan kedua saat siang hari berkisar antara 34oC sampai 60oC dengan nilai rata-rata 55.52°C. Suhu lingkungan pada siang hari berkisar antara 24°C sampai 35.5°C. Berikut merupakan Gambar perbandingan suhu tiap titik pengukuran pada percobaan 2 tanpa beban.

70 60

Suhu (OC)

50 40 30 20 10 0

Waktu (jam) Suhu bagian bawah

Suhu bagian tengah

Suhu bagian atas

Suhu lingkungan

Gambar 17. Persebaran suhu tiap titik pengukuran dan suhu lingkungan pada percobaan 2 Dari Gambar 16 terlihat bahwa suhu di ruangan atas cenderung lebih tinggi daripada bagian tengah dan bagian bawah terutama pada kondisi siang hari. Hal ini karena kipas untuk membantu menyebarkan suhu pada ruang pengering terletak di outlet bagian bawah sehingga suhu yang ada pada bagian atas tetap tinggi. Hal itu terlihat jelas pada kondisi siang hari dimana suhu ruangan bagian atas terpengaruh panas dari lapisan polycarbonate yang terletak diatas pengering. Seperti pada percobaan pertama, suhu pada titik terdekat sumber panas memiliki suhu lebih tinggi. Suhu ruangan bagian tengah lebih merata daripada ruangan bagian bawah dan ruangan bagian atas. Posisi kipas yang terletak pada outlet bawah cukup membantu persebaran suhu pada bak bagian tengah dan bawah saja. Dari percobaan tanpa beban, terlihat bahwa besarnya suhu udara rata-rata di dalam ruang pengering lebih tinggi daripada suhu udara rata-rata lingkungan. Hal yang sama juga terjadi pada percobaan malam hari karena penggunaan tungku biomassa sebagai pemanas tambahan. Dengan adanya tungku biomassa ini maka suhu dalam ruang pengering selalu lebih tinggi dari suhu lingkungan. Profil suhu udara pengeringan rata-rata siang hari dan malam hari pada ruang pengering dan lingkungan selama percobaan dapat dilihat pada Lampiran 1.

35

Suhu maksimal yang dihasilkan pada masing-masing percobaan masih bisa digunakan untuk proses pengeringan dan tidak mengakibatkan rusaknya jagung pertanian jika dikeringkan dalam mesin pengering tersebut. Penerimaan iradiasi surya pada percobaan 1 lebih rendah apabila dibandingkan dengan ratarata penerimaan iradiasi surya di Indonesia yaitu 562.5 W/m2, dimana sebagian besar sinar matahari terhalang oleh awan selama pengeringan berlangsung. Pada percobaan 1 iradiasi yang diterima dengan rata-rata 310.27 W/m2 sedangkan pada percobaan 2 adalah 672.76 W/m2. Penerimaan iradiasi surya yang sangat berfluktuasi dapat ditunjukkan dengan dicapainya iradiasi maksimum untuk kedua percobaan masing-masing yaitu 887.14 W/m2, 977.14 W/m2. Namun pada saat mendung atau hujan maka nilai iradiasi surya menurun secara drastis. Lama penyinaran yang diterima juga berpengaruh pada total iradiasi surya yang diterima. Pada percobaan 1 dengan lama penyinaran 8.5 jam, total iradiasi surya mencapai 4.96kWh/m2, percobaan 2 lama penyinaran selama 8 jam, total iradiasi surya mencapai 10.9 kWh/m2, Rata-rata suhu lingkungan pada kedua percobaan tersebut relatif sama yakni berkisar antara 25-33.5°C untuk malam hari dan 23.5-25°C pada siang hari dengan RH rata-rata berkisar antara 49.488.6%. Fluktuasi suhu dan RH yang paling besar dialami pada percobaan 1 dikarenakan keadaan cuaca yang mendung dan cerah berganti-ganti.

B. Pengujian dengan jagung pipilan (zea mays L) 1. Suhu ruang pengering dan sebarannya

Pengujian mesin pengering ERK ini dilakukan sebanyak empat kali percobaan, dilakukan pada siang dan malam hari. Dua percobaan tanpa beban dan dengan jagung pipilan sebanyak dua percobaan. Dari hasil percobaan dengan jagung pipilan dapat dilihat pada Gambar 14 yang menunjukkan suhu dan RH ruang pengering pada kedua percobaan yang telah dilakukan. Kisaran suhu ruang pengering yang terjadi pada kedua percobaan berturut-turut adalah 35-60oC; 38.5-64oC sedangkan RH ruang pengering berselang antara 24.35-81.12%; 26.4761.55%. adapun rata-rata untuk suhu ruang dapat dilihat pada Gambar 14.

Suhu (oC)

60

100

80

100

80

60

80

60 40 40 20

Suhu (oC)

80

60 40 40 20

20

0

0

20 0

0 0

10

20 30 Waktu (jam) Suhu ruangan RH ruangan

(a) Percobaan 3

40

0

10

20 Waktu (jam)

Suhu ruangan

30

40

RH ruangan

(b) Percobaan 4

Gambar 18. Suhu dan RH ruangan selama pengeringan berlangsung Radiasi surya selama pengukuran berfluktuasi tergantung pada kondisi cuaca di lapangan pada saat pengukuran. Rata-rata pengukuran iradiasi surya pada siang hari adalah sebesar 310.27 W/m2 pada percobaan 3 adalah 294.36 W/m2 pada percobaan 4 adalah 534.14 W/m2. Penerimaan

36

iradiasi rata-rata dapat dikatakan lebih rendah bila dibandingkan dengan rata-rata penerimaan iradiasi matahari Indonesia 562,5 W/m2 dikarenakan selama pengeringan berlangsung sebagian sinar matahari terhalang oleh awan.

Iradiasi matahari (W/m2)

1200 1000 800 600 400 200 0 1

3

5

7

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

Waktu Pengeringan Percobaan 3 Percobaan 4 Gambar 19. Iradiasi matahari percobaan 3 dan 4 dengan beban. Penerimaan iradiasi yang sangat berfluktuasi dapat ditunjukkan dengan dicapainya iradiasi maksimum percobaan 3 dan 4 masing-masing 752.85W/m2 dan 962.85 W/m2, dan iradiasi minimumnya 1.4 W/m2 dan 8.57 W/m2. Lama penyinaran yang diterima saat pengeringan jelas sekali berpengaruh pada total iradiasi yang diterima. Pada percobaan 3 dengan lama penyinaran 9 jam, total iradiasi surya mencapai 5.29 kWh/m2, percobaan 4 lama penyinaran selama 11 jam, total iradiasi surya mencapai 10.68 kWh/m2. Suhu lingkungan berfluktuasi mengikuti iradiasi matahari seperti ditunjukkan pada Gambar 17. Kisaran suhu lingkungan pada percobaan 3 berlangsung antara 25-35 oC dengan ratarata suhu sebesar 29.95oC, percobaan 4 mempunyai suhu antara 24-39 oC dengan rata-rata suhu 29.74 oC. Kelembaban relatif (RH) lingkungan percobaan 3 berkisar antara 66.19-92.46% percobaan 4 mempunyai kisaran antara 68-92.46%, dengan rata-rata RH masing-masing berturutturut adalah 92.46%, 81.58%. Gambar 17 memperlihatkan rata-rata suhu dan RH lingkungan selama proses pengeringan berlangsung untuk keempat percobaan.

120

50

120

100

40

100

30 60 40

10 20 0

0 1

4

7 10 13 16 19 22 25 28 31 Suhu lingkungan RH lingkungan

(a) Percobaan 3

Suhu (oC)

20

80

30

RH (%)

Suhu (oC)

80

60

20

40

10

20

0

RH (%)

40

0 1

4

7 10 13 16 19 22 25 28 31 Suhu lingkungan

RH lingkungan

(b) Percobaan 4

Gambar 20. Suhu dan RH lingkungan selama pengeringan berlangsung

37

2.Suhu Lapisan dalam Tumpukan Jagung

50

60

40

50 40

Suhu (oC)

Suhu (oC)

Suhu lapisan dalam tumpukan jagung diukur dengan termokopel (C-C) pada dua lapisan yaitu lapisan paling dalam (40 cm) dan lapisan tengah (21 cm). Sebaran suhu rata-rata yang terjadi di lapisan dalam dan tengah masing pada percobaan 3 dan percobaan 4 dapat dilihat pada Gambar 18. Pengukuran suhu lapisan dilakukan setiap setengah jam sekali. Pengadukan dilakukan setiap dua jam sekali dengan tujuan untuk meratakan suhu tiap bagian lapisan dan untuk meratakan kadar air sehingga selisih perbedaannya lebih kecil. Pada percobaan 3 terlihat jelas perbedaan suhu lapisan sebelum pengadukan lebih tinggi dibandingkan sesudah diaduk karena terjadi efek pencampuran jagung pipilan di dalam bak.

30

30

20

20

10

10

0

0 0

4

8

12 16 20 24 28 Waktu (jam) Lapisan dalam Lapisan tengah

32

0

(a) percobaan 3

4

8

12 16 20 24 28 Waktu (jam) Lapisan dalam Lapisan tengah

32

36

(b) percobaan 4

Gambar 21. Sebaran suhu pada lapisan yang berbeda (dengan beban) Rata-rata suhu setiap lapisan percobaan 3 dan 4, dapat dilihat pada Gambar 18 . Selisih suhu lapisan dalam dan lapisan tengah pada percobaan 3 adalah 0.3-5.8oC, percobaan 4 sebesar 0.4-5.3oC. Rata-rata suhu lapisan dalam mempunyai nilai terbesar karena berada paling dekat dengan ruang plenum. Pada titik pengukuran rata-rata suhu lapisan dalam adalah 40.01 oC sedangkan pada lapisan tengah nilai suhu rata-ratanya adalah 39.5 oC, setelah pengadukan lapisan dalam menjadi 38.9 oC dan lapisan tengah sebesar 40.37 oC, dengan adanya pengadukan tersebut perbedaan suhu lapisan dalam dan tengah menjadi lebih kecil dan tidak terjadi perbedaan yang sangat besar dengan nilai selisih lapisan dalam 0.51 oC dan selisih lapisan tengah 0.47 oC.

3. Laju Penurunan Kadar Air Jagung Pipilan Jumlah jagung pipilan yang digunakan pada percobaan pengeringan 3 adalah 1008 kg, percobaan 4 sebanyak 1049 kg. Jagung pipilan ditempatkan dan dikeringkan dalam bak pengering yang berukuran 250 x 150 cm dengan tebal tumpukan rata-rata 40 cm. Sampel kadar air diambil pada dua lapisan dengan 16 titik dengan kedalaman lapisan dalam pada dasar bak, dan lapisan tengah pada rata-rata 21 cm dan sampel diambil setiap satu jam sekali. Jumlah air yang diuapkan dari jagung pada percobaan 3 sebesar 271 kg, percobaan 4 adalah 241.7 kg. Pada percobaan 3 kadar air awal jagung pipilan adalah 31.59% bb dikeringkan sampai kadar air 14% bb membutuhkan waktu pengeringan 23 jam dan selisih kadar air jagung pipilan lapisan dalam dan lapisan luar selama selama proses pengeringan adalah 0.2-3.25%bk.

38

35

35

30

30 Kadar air (% bb)

Kadar air (%bb)

Kadar air awal jagung pipilan 4 adalah 31.025% bb dikeringkan sampai kadar air 13.74% bb dengan waktu pengeringan 25 jam dan selisih kadar air lapisan dalam dan lapisan tengah selama proses pengeringan adalah 0.13-1.65% bk. Hal ini lebih baik daripada hasil pengujian pengeringan jagung dengan bak datar yang dilakukan oleh Thahir (2000) dalam Mulyantara (2008) dimana perbedaan kadar air pengeringan antara lapisan dalam dan luar sebesar 4-6%bk. Sedangkan menurut Mulyantara (2008) perbedaan kadar air pada lapisan 0.1-1.8%bk. Penurunan kadar air rata-rata dari dua lapisan berbeda pada kedua percobaan digambarkan pada Gambar 21. Laju penurunan kadar air rata-rata untuk percobaan 3 adalah 0.77%bk/jam dan percobaan 4 adalah 0.68 %bk/jam. Hasil penelitian Jubaedah (2000), pada skala laboratorium, pengeringan jagung pipilan hibrida dengan ketebalan 60 cm dan kadar air awal 26.8% bb hingga 14% bb memerlukan waktu 6 jam dengan laju pengeringan 2.8% bk/jam. Sementara dengan ketebalan 75 cm dengan kadar air awal 27.3% bb sampai 14.6% bb membutuhkan waktu 7 jam dengan laju pengeringan 2.2% bk./jam. Mulyantara (2008) mengeringkan jagung pipilan menggunakan ERK dengan wadah silinder kadar air awal 24.87% bb-15.92% bb membutuhkan waktu pengeringan 11 jam dengan laju penurunan kadar air rata-rata 0.96% bk/jam. Percobaan 1 kadar air awal 22.28%bb-16.27%bb membutuhkan waktu pengeringan 8 jam dengan laju penurunan kadar air rata-rata 1.18%bk/jam. Percobaan 2 dari kadar air 23.57%bb-17.85%bb dengan waktu pengeringan 8 jam dengan laju penurunan kadar air rata-rata 1.11% bk/jam. Penelitian yang lain terhadap pengering dengan kapasitas 10 ton membutuhkan waktu 29 jam untuk mengeringkan jagung dengan kadar air awal 32%bb menjadi 15%bb. Laju pengeringan yang terjadi adalah 0.58%bk per jam. Penurunan kadar air rata-rata dua lapisan berbeda pada kedua percobaan digambarkan pada Gambar 21.

25 20 15 10

25 20 15 10

5

5

0

0 0

3

6

9 12 15 18 21 24 Waktu (Jam) Lapisan dalam Lapisan tengah

27

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

Waktu (Jam) Lapisan dalam Lapisan tengah

Gambar 22. Penurunan kadar air di dua lapisan berbeda

39

0.8 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 0.62

0.78

0.77

0.76

0.73 0.71

0.68

percobaan 3 Lapisan dalam

percobaan 4 Lapisan tengah

Rata-rata

Gambar 23. Laju penurunan kadar air setiap lapisan Massa (kg)

Massa air diuapkan Massa akhir jagung Massa awal jagung

0

200

Percobaan 4

400

600

800

1000 1200

Percobaan 3

Gambar 24. Komposisi jagung pipilan dan air yang diuapkan

4. Kebutuhan Masukan Energi pada Pengoperasian Mesin

Besarnya konsumsi energi selama proses pengeringan yang berasal dari energi iradiasi matahari, biomassa dan listrik percobaan 1, 2, 3 dan 4 tersaji pada Tabel 4 dan Gambar 23. Presentase energi surya percobaan 1 dan percobaan 2, percobaan 3 dan percobaan 4 berturut-turut adalah 17.199%, 27.19%, 7.25% dan 21.98% presentase ini lebih besar dibandingkan dengan pengeringan jagung skala 1000-1300 kg dengan pengering ERK oleh Mulyantara (2008), yaitu 15.01%, 13.78%, 11.71%. Presentase energi biomassa berturut-turut untuk percobaan 1 dan percobaan 2 tanpa beban, percobaan 3 dan percobaan 4 dengan beban adalah 76.58%, 67.62%, 90.4% dan 74.52%. Sedangkan energi listrik berturut-turut adalah 6.21%, 5.185, 2.35%, dan 3.49%. Dari perhitungan diperoleh konsumsi energi spesifik (KES) untuk setiap satu kilogram air yang diuapkan dari kadar air awal sampai kadar air sekitar 14% bb dengan beban pada

40

percobaan 3 adalah 10.007 MJ/kg, percobaan 4 sebesar 8.20 MJ/kg. Nelwan (2007) melaporkan pengeringan kakao dengan rak berputar membutuhkan konsumsi energi spesifik 7.9-9.9 MJ/kg. Sedangkan Mulyantara (2008) diperoleh konsumsi energi spesifik untuk pengeringan jagung dengan ERK silinder berputar pada pengujian I adalah 6.03 MJ/kg, pengujian II adalah 8.01 MJ/kg dan pengujian III adalah 10.13 MJ/kg. MJ/kg. Berikut merupakan komposisi energi untuk pengeringan jagung pipilan dengan perhitungan pada Lampiran 11. Tabel 4. Komposisi penggunaan energi untuk pengeringan jagung pipilan Sumber energy

Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Percobaan 4

MJ

%

MJ

%

MJ

%

MJ

%

Surya

184.13

17.199

349.34

27.19

196.52

7.25

435.85

21.98

Biomassa

819.89

76.58

868.59

67.62

2451.55

90.4

1477.42

74.52

66.53

6.21

66.53

5.18

63.83

2.35

69.23

3.49

Listrik

100

Total

100

100

100

2451.55 2500 2000 Energi (MJ)

1477.42 1500 1000 500

868.59 819.89 349.34 435.85 196.52

66.53 69.23 66.53 63.83

184.13

0 Iradiasi surya Biomasssa Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3

Listrik Percobaan 4

Gambar 25. Komposisi penggunaan energi untuk pengeringan jagung

Penggunaan Biomassa Sebagai Sumber Energi Tambahan Untuk keempat percobaan dalam penelitian ini digunakan bahan bakar biomassa yang berfungsi untuk membantu menaikkan suhu ruang pengering ERK pada kondisi dimana masukan dari energi surya tidak mampu mencapai tingkat suhu pengeringan yang diharapkan. Dengan demikian, mesin perlu dioperasikan dengan menggunakan gabungan sumber energi yaitu dengan surya dan biomassa (hibrid). Pada keempat percobaan digunakan bahan bakar biomassa dari kayu bakar. Perbedaan jumlah masukan biomassa tersebut di akibatkan oleh oleh perbedaan cuaca, misalnya mendung dan hujan. Jumlah dan laju bahan bakar kayu selama proses pengeringan seperti tersaji dalam tabel berikut. Tabel 5. Jumlah dan laju penggunaan bahan bakar biomassa selama pengeringan Percobaan

1 2 3 4

Lama pengoperasian (jam) 15 16 21 15.5

Jenis biomassa Kayu bakar Kayu bakar Kayu bakar Kayu bakar

Jumlah (kg) 50.5 53.5 151 91

Laju (kg/jam) 3.37 3.34 7.19 5.87

Nilai kalor biomassa (kJ/kg) 15582.46 15633.29 16235.45 15809.54

Total input energi (MJ) 819.89 868.59 2451.55 1477.42

41

5. Efisiensi Penggunaan Energi pada sistem Mesin Pengering Perhitungan efisiensi dilakukan berdasarkan pada efisiensi pengeringan total, efisiensi termal bangunan, dan efisiensi udara pengering. Efisiensi pengeringan total adalah perbandingan energi yang dipakai untuk menguapkan air jagung dengan energi yang diterima. Perhitungan efisiensi pengeringan total dilakukan pada kondisi mesin menggunakan sumber energi hanya dengan memanfaatkan iradiasi surya, tanpa iradiasi yaitu hanya menggunakan energi biomassa (pada malam hari), dan dengan memanfaatkan iradiasi surya dan biomassa (hibrid). Dari hasil perhitungan percobaan 3 menggunakan bahan bakar arang kayu mempunyai efisiensi pengeringan total dengan hanya energi surya adalah sebesar 27.61% dan 27.67% dan hanya dengan biomassa adalah sebesar 21.52% dan 35.08% dan dengan hibrid 52.63% dan 34.83%. Perbedaan hasil perhitungan efisiensi tersebut disajikan melalui Tabel 6. Tabel 6. Hasil perhitungan efisiensi total pengeringan, pengeringan, berdasarkan sumber energi yang digunakan (%) Hanya biomassa Hanya energi surya Hibrid

Percobaan 3

27.61

21.52

52.63

Percobaan 4

27.67

35.08

34.83

Nelwan (1997), mendapatkan efisiensi total pengeringan dengan iradiasi pengering ERK untuk kakao sebesar 8.58-18.97%, tanpa iradiasi adalah 10.27-21.41%. Hasil pengujian Mulyantara (2008) terhadap alat pengering jagung dengan wadah silinder menunjukkan bahwa efisiensi pengeringan dengan iradiasi surya adalah 19.88-39.15%, biomassa adalah 22.51-46.06%. Dari hasil perhitungan efisiensi total pengeringan dapat dilihat bahwa untuk mengeringkan jagung pipilan lebih baik dilakukan dengan penambahan biomassa pada saat iradiasi surya masih ada, namun perlu pemanasan awal yaitu dengan bantuan iradiasi surya pada pagi hari. Efisiensi termal bangunan merupakan perbandingan energi yang dipakai untuk memanaskan udara pengering dengan input sumber energi untuk proses pemanasan. Dihitung dengan menggunakan persamaan 17. Hasil perhitungan diperoleh efisiensi termal bangunan sebesar 23.56% dan 44.95%. Artinya udara panas yang diperoleh dari iradiasi surya dan bahan bakar biomassa, sebagian besar tidak termanfaatkan termanfaatkan untuk memanaskan udara dalam ruang pengering. Kehilangan panas tersebut dapat melalui atap, dinding, lantai, atau kebocoran pada sistem tungku pembakaran. Untuk pengujian ini kehilangan panas terbesar diduga bersumber dari sistem tungku pembakaran, akibat proses pengumpanan bahan bakar yang kurang efektif dan struktur yang tidak efektif menyimpan panas pembakaran biomassa.

44.95%

percobaan 4

23.56%

percobaan 3

0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

Gambar 26. Efisiensi termal bangunan untuk kedua percobaan

42

Efisiensi udara pengering dinyatakan sebagai persentase energi panas dari udara pengering yang digunakan untuk mengeringkan jagung, yaitu memanaskan jagung dan menguapkan air jagung. Efisiensi udara pengering ini dihitung menggunakan Persamaan 18. Dari hasil perhitungan diperoleh efisiensi sebesar 88.18% dan 72.69%. Artinya sebagian besar energi udara dari udara panas telah digunakan untuk mengeringan jagung yaitu energi untuk memanaskan jagung dan menguapkan air dari dalam jagung. Untuk pengeringan jagung menggunakan ERK yang dilakukan oleh Wilson (2010), menghasilkan efisiensi udara pengering sebesar 59.62%, sedangkan Nelwan (1997) memperoleh nilai efisiensi 27-60%

88.19% 72.69%

100.00%

80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00% 3

4

Gambar 27. Efisiensi pengeringan oleh udara pengering Faktor-faktor yang berkaitan dengan efisiensi mesin pengering ini adalah kehilangan panas dari mesin, jumlah jagung pipilan yang dikeringkan, kadar air awal dan iradiasi surya. Untuk membandingkan efisiensi efisiensi total alat ini dengan mesin pengering yang menggunakan bahan bakar komersial, besaran efisiensi tanpa memperhitungkan iradiasi surya cukup penting untuk diketahui. diketahui. Tetapi saat percobaan ini berlangsung, iradiasi surya yang diterima relatif rendah, sehingga nilai efisiensi pengeringan tanpa iradiasi surya tergolong kecil dan perbedaan efisiensi iradiasi surya dengan hanya biomassa sekitar 0.2 % Efisiensi mesin pengering dapat juga dilihat dari besarnya energi yang masuk dibandingkan dengan penguapan air satu kg yang dinyatakan sebagai ηE. Tabel 7 memperlihatkan kebutuhan energi spesifik (η ( E) untuk setiap percobaan dengan dan tanpa iradiasi surya. Tabel 7. Kebutuhan energi spesifik (ηE) untuk setiap percobaan berdasarkan sumber energi yang digunakan (kJ/kg) Sumber energi yang digunakan

Percobaan 3

Percobaan 4

Hanya energi surya

9046.32

6112.6

Hanya biomassa

10899.57

9965.16

Hibrid (energi surya dan biomassa )

5468.48

5307.46

Nilai ηE untuk kedua percobaan ini dengan hanya menggunakan energi surya adalah 9046.32 kJ/kg pada percobaan 3 dan 6112.6 kJ/kg pada percobaan 4, sedangkan dengan menggunakan hanya biomassa adalah 10899.57 kJ/kg dan 9965.16 kJ/kg. Sebagai perbandingan, nilai tersebut pada pengeringan biji-bijian berkisar 3000-10000 kJ/kg (Brooker et al, 1992) dalam Nelwan (1997)

43

Nilai ini berbeda dengan kebutuhan energi hasil perhitungan Nelwan (1997) sebesar 11868-24008 kJ/kg, Mulyantara (2008) sebesar 6.03-10.13MJ/kg, Wilson (2010) sebesar 31522.52 kJ/kg. Perbedaan ini disebakan oleh perbedaan jumlah jagung yang dikeringkan dan jumlah energi yang diterima selama pengujian.

C. Pindah Panas pada Tungku dan Pipa Penyalur Panas di dalam Rumah Kaca

Analisis pindah panas yang terjadi pada tungku dan pipa penyalur panas di dalam rumah kaca pada dasarnya merupakan gabungan dari tiga proses pindah panas yaitu secara konveksi, konduksi dan radiasi. Pada percobaan tanpa beban dan dengan beban pada kondisi malam hari dapat dihitung nilai efisiensi dari tungku sebagai pemanas tambahan. Analisis pindah panas yang terjadi terdiri dari panas yang hilang melalui tungku, panas yang diterima rumah kaca dari tungku melalui pipa penyalur panas serta nilai efisiensi tungku sebagai pemanas tambahan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat sebagai berikut:

1. Panas yang hilang dari tungku Pada percobaan tanpa beban dan dengan beban pada kondisi malam hari, panas yang hilang melalui tungku dapat dibagi menjadi beberapa antara lain panas yang hilang melalui dinding tegak tungku (QL1), panas yang hilang melalui lantai tungku (QL2), panas yang hilang melalui lubang udara masuk tungku (QL3). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 8 berikut dan perhitungan panas yang hilang dari tungku dapat dilihat pada Lampiran 12 dan 13 dengan menggunakan rumus pada hal 29-30. Tabel 8. Laju kehilangan panas dari tungku percobaan 1 2 3 4 Rata-rata

Panas yang hilang dari tungku (Watt) QL1 QL2 2159.54 137.71 2365.98 167.91 2105.04 174.43 2235.71 169.21 2216.57 162.32

QL3 6.81 3.97 4.34 4.19 4.83

Dari Tabel 8 diatas dapat kita lihat jumlah panas yang hilang terbesar terdapat pada dinding tegak tungku dimana rata-rata panas yang hilang sebesar 2216.57 Watt, kemudian diikuti oleh lantai tungku dimana rata-rata panas yang hilang 162.32 Watt kemudian lubang masuk udara tungku dengan rata-rata 4.83Watt. Dari percobaan pertama, kedua dan ketiga nilai kehilangan panas yang terjadi relatif sama dikarenakan pada malam hari tidak dipengaruhi oleh adanya radiasi surya yang fluktuatif sehingga panas yang dihasilkan hanya dari pengumpanan biomassa pada tungku. Pada dinding tegak tungku banyak terjadi kehilangan panas dikarenakan dinding tegak tungku merupakan bagian yang paling dekat dengan ruang pembakaran dan terbuat dari plat baja yang mempunyai nilai konduktivitas tinggi serta bahan tersebut tidak dilapisi oleh bahan yang mampu menahan laju panas keluar dari dinding tegak tungku. Hal ini juga berlaku pada bagianbagian tungku lainnya. Pada dasarnya, dari percobaan yang dilakukan desain fisik tungkunya sudah cukup baik sehingga pembakaran yang dihasilkan dari biomassa kayu menghasilkan panas yang optimal.

44

Namun, pada saat penambahan atau pengumpanan bahan bakar biomassa harus dilakukan secara teratur dengan memperhatikan laju pembakaran dan laju udara yang masuk untuk menjaga kestabilan panas dan suhu ruang, khususnya pada malam hari Panas yang diterima rumah kaca, dari percobaan yang dilakukan pada dasarnya sudah cukup bisa untuk memanaskan udara yang ada didalam rumah kaca dan digunakan untuk proses pengeringan. Panas yang diterima rumah kaca berasal dari pipa HE yang berjumlah 45 yang dipasang diatas tungku dalam rumah kaca. Panas yang dilepaskan dari pipa penyalur pada percobaan pertama yaitu 2049.74 Watt sedangkan pada percobaan kedua 1769.13 Watt, pada percobaan ketiga yaitu 2658.27 Watt, dan pada percobaan keempat adalah 2451.35 Watt. Rata-rata panas yang diterima rumah kaca yang diperoleh dari ketiga percobaan tersebut yaitu 2232.12 Watt dari 45 pipa yang digunakan. Selain dari pipa penyalur jumlah panas yang diterima rumah kaca juga berasal dari celah atap tungku. Panas yang disalurkan melalui celah atap tungku berkisar antara 852.69 Watt sampai 937.57 Watt. Jumlah panas yang masuk keruang pengering dapat menaikkan suhu ratarata dari percobaan yang dilakukan hingga 40°C pada kondisi malam hari. Akan tetapi, sebaran suhu dalam rumah kaca belum merata. Suhu udara yang berada lebih dekat dengan pipa penyalur panas mempunyai suhu yang lebih tinggi dari pada dibagian yang lain, terlihat suhu pada titik bak dekat tungku pada jam 14.30 adalah 29.6 oC dan di ujung bak 24.6 oC, data selebihnya dapat dilihat pada Lampiran 7 dan 8. Hal ini menyebabkan pada bagian ini, jagung akan lebih cepat kering bila dibandingkan dengan bagian yang lain. Bila tidak diperhatikan maka bisa saja jagung yang akan dikeringkan akan menjadi rusak karena suhu udara yang cukup tinggi.

2. Efisiensi energi pada sistem tungku dan pipa penyalur panas Berikut merupakan nilai kalor dari biomasssa dan laju pembakaran yang terjadi selama proses pengeringan pada percobaan 1, 2, 3, dan 4.

percobaan 1 2 3 4

Tabel 9. Laju pembakaran biomassa selama proses pengeringan Nilai energi Nilai kalor biomassa Laju pembakaran biomassa (Watt) (kg/jam) (kJ/kg) 2.8 3.15 5.39 5.05

15582.46 15633.29 16235.45 15809.54

11686.85 14156.81 14623.82 14210.54

Laju pembakaran pada tiap percobaan berbeda. Pada percobaan tanpa beban, percobaan 1 adalah 2.8 kg/jam dan percobaan 2 3.15 kg/jam sedangkan dengan beban pada percobaan 3 adalah 5.39 kg/jam danpercobaan 4 adalah 5.05 kg/jam. Besarnya nilai efisiensi sistem tungku dan pipa penyalur panas yang didapat dari masing-masing percobaan yaitu 26.4 %, 28.74% , 17.4% dan 24.19% dengan nilai rata-rata sebesar 24.18%, perhitungan nilai efisiensi tersebut dapat dilihat pada Lampiran 15. Nilai efisiensi yang didapatkan kecil dikarenakan banyak panas yang terbuang, sehingga panas pembakaran yang dihasilkan tidak maksimal untuk proses pengeringan dalam rumah kaca.

45

D. Analisis Biaya Pengeringan Jagung dengan Mesin Pengering ERK-Hibrid Hasil akhir estimasi biaya pengeringan ini adalah untuk mengetahui biaya pokok pengeringan (BPP) dengan kondisi operasi yang berbeda seperti jumlah jagung yang dikeringkan. Proses estimasi biaya proses diawali dengan mengelompokkan biaya-biaya yang digunakan ke dalam kategori biaya tetap dan biaya tidak tetap. Biaya tetap adalah biaya yang tidak berubah selama proses pengoperasian mesin pengering tetapi ditentukan dalam satu kurun waktu tertentu misalnya tahunan, sedangkan biaya tidak tetap adalah biaya tergantung pada waktu pengoperasian mesin pengering. Biaya-biaya tetap meliputi pajak/asuransi, bunga modal, penyusutan, biaya pemeliharaan. Sedangkan komponen biaya tidak tetap meliputi biaya penggunaan bahan bakar dan tenaga kerja. Analisis biaya pengoperasian mesin pengering ERK ini dilakukan pada kapasitas pengoperasian maksimum yaitu 1000 kg. Beberapa asumsi yang digunakan disesuaikan dengan kondisi lokasi pengujian (Lampiran 15). Dari hasil analisis diperoleh komponen-komponen biaya tetap pengoperasian mesin pengering ERK yang meliputi biaya penyusutan unit mesin pengering ERK , pajak bumi dan bangunan sebesar 1.5% per tahun, biaya pemeliharaan sebesar 2.5% per tahun berdasarkan rata-rata suku bunga pinjaman BRI tahun 2009. Biaya bunga modal sebagai biaya tetap diperhitungkan di dalam perhitungan biaya penyusutan yang memperhitungkan capital recovery factor (crf) sehingga tidak menjadi komponen dari biaya tetap yang berdiri sendiri, kecuali untuk perhitungan biaya yang tidak mempertimbangkan crf, biaya bunga modal dihitung terpisah dari biaya penyusutan. Perhitungan biaya tetap, biaya tidak tetap dan biaya pengeringan jagung pipilan tersebut dapat dilihat pada Lampiran 15. Tabel 10. Komponen-komponen biaya tetap pengoperasian mesin pengering ERK-Hibrid No Komponen Biaya Tetap Biaya (Rp/tahun) 1 Penyusutan unit mesin pengering ERK 5 810 400 2 Pajak Bumi dan Bangunan (1.5%/tahun) 270 000 3 Pemeliharaan unit pengering ERK 150 000 4 Abodemen listrik 1 224 000 Total Biaya Tetap

7 454 400

Komponen-komponen biaya tidak tetap meliputi biaya penggunaan listrik sebesar Rp1485/hari, pembelian biomassa sebanyak 121 (sekali percobaan) kg dengan asumsi harga Rp 1500/kg, dan tenaga kerja sebanyak 2 orang dengan asumsi biaya tenaga kerja sebesar Rp 25 000 per orang per hari. Tabel 11. Komponen-komponen biaya tidak tetap pengoperasian mesin pengering ERK-Hibrid No Komponen biaya tidak tetap Biaya(Rp/tahun) 1 Penggunaan listrik (3 kW x 1800 jam/tahun) 2 673 000 2 Biomassa 121 kg 13 612 500 3 Tenaga kerja 2 orang 9 000 000 Total biaya tidak tetap

25 285 500

Total biaya tahunan yang dibutuhkan untuk pengeringan jagung pipilan sejumlah 1000 kg adalah penjumlahan dari komponen biaya tetap dan komponen biaya tidak tetap yaitu sebesar Rp.32739900. Berdasarkan jumlah biaya operasi tersebut kemudian kita menentukan biaya pokok pengeringan jagung pipilan sebesar Rp.387/kg. Jika dengan penambahan hari kerja dengan asumsi bahwa biji-bijian lain juga dikeringkan maka biaya pokok pengeringan (BPP) adalah Rp.294/kg. Jika

46

mengacu pada harga jagung pipilan kering dengan kadar air 14% basis basah tahun 2011 yaitu sebesar Rp.3000/kg maka persentase biaya pokok pengeringan ini adalah sebesar 12.9% dari harga jual jagung pipilan. Biaya pokok pengeringan ini lebih besar dari hasil penelitian Mulyantara (2008) yaitu sebesar Rp.124/kg, tetapi sedikit lebih kecil oleh Wilson (2010) biaya pokok pengeringannya sebesar Rp.397/kg. Sedangkan biaya pokok pengeringan jagung menggunakan beberapa jenis mesin pengering yang telah diterapkan oleh masyarakat pada lokasi pengolahan jagung di Sukabumi adalah sebesar Rp.350/kg

47

V.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Berdasarkan hasil uji pendahuluan, diperoleh data bahwa percobaan 1 memiliki persebaran suhu relatif sama yang artinya tidak terdapat suhu yang terlalu tinggi ataupun suhu yang terlalu rendah jika dibandingkan dengan percobaan 2. Sehingga, untuk percobaan menggunakan jagung pipilan dilakukan sesuai dengan pola pengoperasian pada percobaan 1 dan 2. Sebaran suhu ruang pengering cenderung merata yaitu rata-rata berkisar antara 34oC sampai 60oC. Hal ini disebabkan oleh adanya penggunaan pemanas tambahan yaitu energi biomassa (sistem hibrid) pada saat cuaca sangat mendung dan pada malam hari. Sedangkan RH ruang pengering berkisar antara 60.63-95.95%. Sebaran suhu dengan menggunakan jagung pipilan pada percobaan 3 dengan kondisi rata-rata suhu udara ruang pengering 55.72 oC dan RH rata-rata sebesar 33.79 % dengan iradiasi surya sebesar 294.36 W/m2 dan laju pembakaran biomassa 5.39 kg/jam. Pada percobaan 4 rata-rata suhu ruang pengering 51.57 oC dan RH rata-rata sebesar 37.52 % dengan iradiasi surya sebesar 534.14 W/m2, dan laju pembakaran biomassa 5.05 kg/jam. Lama pengeringan yang digunakan untuk mengeringkan jagung pipilan pada percobaan 3 dengan beban 1008 kg dari kadar air awal 31.59 % bb hingga 14% bb pada percobaan ini yaitu 23 jam dengan rata-rata laju pengeringan pada yaitu 0.77 bk/jam. Pada percobaan 4 sebanyak 1049 kg dari kadar air awal 31.02 % bb hingga 13.74 % bb selama 25 jam dengan rata-rata laju pengeringan 2.2% bk./jam. Waktu pengeringan ini lebih cepat dibandingkan dengan pengeringan konvensional yang membutuhkan 10 hari untuk mencapai kadar air 14%. Sedangkan oleh Mulyantara (2008) mengeringkan jagung pipilan menggunakan ERK dengan wadah silinder kadar air awal 24.87% bb-15.92% bb membutuhkan waktu pengeringan 11 jam dengan laju penurunan kadar air rata-rata 0.96% bk/jam. Jubaedah (2000), pada skala laboratorium, pengeringan jagung pipilan hibrida dengan ketebalan 75 cm dengan kadar air awal 27.3% bb sampai 14.6% bb membutuhkan waktu 7 jam dengan laju pengeringan 2.2% bk./jam. Dengan pengadukan setiap dua jam sekali perbedaan suhu lapisan dalam dan lapisan luar untuk percobaan 3 dan Percobaan 4 berturut-turut adalah 0.3-5.8oC dan0.4-5.3oC sementara perbedaan kadar air lapisan dalam dan lapisan luar Percobaan 3 dan Percobaan 4 adalah 0.2-3.25% bk/jam dan 0.15-1.8% bk/jam sehingga dengan pengadukan ini dapat mengatasi perbedaan kadar air selama pengeringan. Konsumsi energi spesifik (KES) untuk setiap satu kilogram air yang diuapkan dari kadar air awal sampai kadar air sekitar 14% bb pada percobaan 3 adalah 10.007 MJ/kg, percobaan 4 sebesar 8.20 MJ/kg. Efisiensi pengeringan total dengan hanya menggunakan iradiasi surya, yaitu pada pagi hari sampai siang hari dimana suhu pada ruang pengering masih mencapai suhu 40-60 o C, pada percobaan 3 adalah 27.33% dan percobaan 4 adalah 27.67 %. Efisiensi pengeringan total tanpa iradiasi surya (hanya menggunakan biomassa) yaitu pada saat malam hari sampai menjelang pagi hari pada percobaan 3 dan percobaan 4 berurut-turut adalah 21.52% dan 35.08%. Sedangkan pada kondisi pengoperasian hibrid (dengan iradiasi surya dan biomassa) yaitu pada sore hari menjelang malam hari atau pada saat siang hari menjelang sore namun cuaca mendung atau hujan, adalah 52.63% dan

48

7.

8.

34.83%. Efisiensi termal bangunan sebesar 23.56% dan 44.95%. Sedangkan efisiensi oleh udara pengering adalah sebesar 88.18% dan 72.69 %. Efisiensi sistem pemanas tambahan (tungku dan penukar panas) yang digunakan selama pengeringan pada percobaan 1 dan 2 masing-masing yaitu 26.4 %, 28.74% , sedangkan efisiensi pada percobaan 3 dan 4 yaitu 17.4% dan 24.19%. Biaya pokok pengeringan (BPP) jagung sebanyak 1000 kg dengan menggunakan mesin pengering ERK-Hibrid tipe bak adalah sebesar Rp.387/kg atau 12.9% pada tingkat harga Rp.3000/kg.

B. Saran 1.

2.

3.

Diperlukan operator lebih dari satu orang untuk membantu proses pengadukan karena proses tersebut membutuhkan tenaga lebih agar tumpukan jagung dapat teraduk secara merata. Pada saat penambahan atau pengumpanan bahan bakar biomassa dilakukan secara teratur dengan memperhatikan laju pembakaran dan laju udara yang masuk untuk menjaga kestabilan panas dan suhu ruang, khususnya pada malam hari Pengeringan jagung pipilan sebaiknya dilakukan dari awal untuk pemanasan dan apabila iradiasi surya tidak mencukupi suhu yang diharapkan gunakan biomasa sebagai tambahan sampai mencapai suhu yang diharapkan.

49

DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1995. Standar Mutu Jagung Pipil, Badan Standardisasi Nasional Abdullah, K. 2007. Energi Terbarukan untuk mendukung Pembangunan Pertanian dan Pedesaan. IPB Press. Bogor Abdullah, K., L.O. Nelwan, N. Siregar, E. Agustina, A.H. Tambunan, M. Yamin, E. Hartulistiyoso, Y.A. Purwanto, dan D. Wulandari. 1998. Energi dan Listrik Pertanian. JICA-DGHE IPB Project. Bogor. Abdullah, K., D. Wulandari, L.O. Nelwan and L.P. Manalu. 1999. Recent Development of GHE Solar Drying in Indonesia Grass Root Project. Proc.Of The 1st Asian Australian Dring Conference.Bali. Indonesia. Oktober 24-27, 1999.p.425-434. Brooker, D.B., Barker-Arkema, F.W., dan Hall, C.W.1974.Drying Cereal Grain.The AVI Publishing Company, Inc., Westport., Connecticut. Darmawan, Dian. 2003. Uji Kinerja Alat Pengering Tipe Efek Rumah Kaca dengan Energi Surya dan Tungku Biomassa Sebagai Sistem Pemanas Tambahan untuk Proses Pengeringan.Skripsi.Sarjana Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Bogor. Effendi, S. 1980. Bercocok Tanam Jagung. CV Yasaguna, Jakarta Elfian. 1985. Menentukan Koefisien Pengeringan dan Kadar Air Kesetimbangan Dinamis Kedelai (Glycine max L. Merril) dan Jagung (Zea Mays L.), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Frima, Agung N. 2008. Rancangan alat pengering dengan kolektor surya pelat datar yang menggunakan air sebagai media penyimpanan panas untuk pengeringan gabah.Fakultas Teknologi Pertanian , IPB. Goswani, D. Yogi. 1986. Alternatife Energy in Agriculture Vol. I. CRC Press, Inc. USA Handoyo, Ekadewi A., Kristanto, Philip dan Alwi, Suryanti. 2006. Desain dan Pengujian Sistem Pengering Ikan Bertenaga Surya. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri. Universitas Kristen Petra.http://fportfolio.petra.ac.id/user_files/91021/pengering%20Ikan.pdfDiakses pada 23 Juli 2010 Hartini, Sri. 2010. Uji Performansi Alat Pengering Efek Rumah Kaca (ERK) Hybrid dan Tungku Biomassa Sebagai Sistem Pemanas Tambahan Untuk Pengeringan Biji Pala (Myristica sp). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.IPB. Bogor Heldman, D.R. and Lund, D.B. 1992. Handbook of Food Engineering.Marcel Dekker, Inc. new York, USA. Heldman, D.R. and R.P. Singh. 1984. Food Engineering 2nd edition. The AVI Publishing Co. Inc., Wesport, Connectitut. Henderson, S.M. and Perry, R.L. 1976. Agricultural Process Engineering.The AVI Publishing Co. Inc, Wesport, Connecticut.

50

Irfan, Mohammad. Uji Kinerja Pengering Efek Rumah Kaca Tipe Resirkulasi Pada Pengeringan Jagung Pipilan. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor, Bogor Jubaedah, N.S. 2000. Memepelajari Karakteristik Pengeringan dan Tempering Jagung Varietas Hibrida (Zea mays), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor Kamaruddin A. 1986. Penerapan Energi Surya dalam Proses Thermal Pengolahan Hasil Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Kuncoro, S. 1993. Pengeringan Benih Kacang, Jagung dan Kedelai dengan Alat Pengering Tipe Konveksi Bebas. Program Pascasarjana. Institute Pertanian Bogor. Larasati, Dewi. 2009. Uji Performansi Pengering Efek Rumah Kaca (ERK) Tipe Rak Berputar Untuk Pengeringan Rosella (Hibiscus sabdariffa). Skripsi. Teknik Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor Mulyantara, L.T. 2008. Simulasi Proses Pengeringan Jagung Pipilan dengan Mesin Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK)-Hibrid dengan Wadah Silinder [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Nelwan, Leopold O. 1997. Pengeringan Kakao Dengan Menggunakan Rak Pengering Dengan Kolektor Tipe Efek Rumah Kaca. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Noveni, Dwi A. D24053038. 2009. Efek Perbedaan Teknik Pengeringan terhadap Kualitas, Fermentabilitas, dan Kecernaan Hay Daun Rami (Boehmeria nivea L Gaud). Skripsi. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan. Fakultas Peternakan. Institut Pertanian Bogor. Purwadaria, Hadi K. 1982. Mempelajari Penggunaan Energi Surya dan Sel Penyimpanan Energi Surya untuk Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB. Rizal, S., M. Felesia and M. Gummert. 1999. Solar Drying of High Value Commodities in IndonesiaValue Adding Through Agroprocessing. Proc. of the 1st Asian Australian Drying Conference.Bali.Indonesia Oktober 24-27, 1999.p.449-459 Robert. 1989. Evaluasi Gizi Dan Kerusakan Bahan Pangan. Institut Teknologi Bandung. Bandung Surbekti, D. 1986. Pengembangan Alat Pengering Jagung Model Sumur Untuk Tingkat Pedesaan.Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor Tri Margono, Detty Suryati, Sri Hartinah, 1993. Buku Panduan Teknologi Pangan, Pusat Informasi Wanita dalam Pembangunan PDII-LIPI bekerjasama dengan Swiss Development Cooperation. Wijaya, Aji. 2007. Uji Kinerja Mesin Pengering Tipe Efek Rumah Kaca (ERK) Berenergi Surya dan Biomassa Untuk Pengeringan Biji Pala (Myristica sp.) Di UD Sari Awi, Ciherang Pondok, Caringin, Bogor. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. IPB. Bogor. Wilson, Aman P. 2010. Optimasi Rancangan Untuk Meminimumkan Biaya Konstruksi Alat Pengering ERK –Hibrid Untuk Jagung. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Warintek. 2011. Jagung (Zea mays L.) http://warintek.progressio.or.id.[10 Februari 2011] http://www.ristek.go.id/index.php?mod=News&conf=v&id=968 (diakses tanggal 30 September 2009) http://www.indonesiaindonesia.com/f/14107-biofuel-5-persen-bisa-kurangi-kebutuhan/ (diakses tanggal 30 September 2009)

51

LAMPIRAN

52

Lampiran 1. Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan 1 tanpa beban waktu

Iradiasi (W/m2)

suhu lingkungan Twb

Suhu ruangan

Tdb

RH

Twb

Tdb

Suhu outlet RH

Twb

T3

Tdb

T4

T5

V1 (m/s)

V1 (m/s)

RH

laju biomassa kg/jam

10,00

151.4286

26

35

49.4

31

34

80.81

26

39

36.02

36

34

34

0.34

8.07

10,30

370

35.5

36

96.75

32

36.5

73.12

26

29

79.05

37.5

36

37.5

0.41

8.12

11,00

215.7143

28.5

29

96.34

32

36.5

73.12

27

32

68.16

36.5

35

35

0.93

9.27

11,30

302.8571

26

32

62.5

32.5

37

73.32

26

32.5

60.1

38.5

36.5

37

0.34

8.34

12,00

144.2857

25

30.5

64.37

30

34

74.9

25

30

67

35.5

33

33

0.27

8.54

12,30

255.7143

25.5

31

64.69

31

35.5

72.7

26

31.5

65

37

34.5

34

0.35

7.89

13,00

854.2857

27

33.5

60.77

32.5

38

68.48

26.5

33

60.44

39.5

37

36.5

0.22

8.69

13,30

887.1429

27.5

32.5

63.45

33.5

38.5

71.28

26.5

33

60.44

40.5

37.5

36.5

0.53

8.79

14,00

27.14286

25

26.5

88.68

28

30

86.03

25

26

92.3

32

29.5

29

0.34

8.3

2

14,30

130

28.5

25

75.56

28.5

31.5

79.99

26

29

79.05

34

35

31.5

0.12

8.08

2

15,00

180

29

25

72.59

33

38

71.07

26

31

67.6

36.5

42.5

38

0.22

8.71

1.7

15,30

185.7143

31.5

25.5

62.17

34.5

38

79.16

26

32

62.5

38

41.5

38.5

0.28

8.62

1.8

16,00

204.2857

35

27.5

56.65

38

46

60.63

26.5

36

47.9

40.5

47.5

43.5

0.24

8.41

3

17,00

160

30.5

32.5

86.63

32.5

39

63.96

25

32

57.06

37

40.5

37

0.5

8.25

2

18,00

25.71429

23.5

28.5

66.05

28

31

79.81

24

30

61.13

33.5

36

31

0.25

7.97

3

19,00

23

27

71.5

28

32

74.04

24.5

29

69.46

32

37

32

0.08

7.91

4

20,00

23

25.5

81.11

33

38

71.07

25

29

72.59

33

38.5

33

0.25

8.36

4

21,00

22.5

25

80.91

31

36

70.18

25

29.5

69.74

32.5

39.5

34.5

0.22

7.71

4

22,00

22

25

77.3

28.5

32

77.07

24

27

78.22

32.5

37.5

32.5

0.4

7.73

4

23,00

22

25

77.3

31

35.5

72.7

24

27

78.22

33

40

34

0.15

7.26

4

24,00

22

23.5

87.94

30.5

34

77.83

24

28

72.06

32.5

37.5

32.5

0.06

8.25

4

01,00

22

24

84.24

34

40

66.89

25

31

61.84

36

43.5

37.5

0.28

7.76

1.5

02,00

22

24

84.24

29

33

74.48

23

27

71.5

32

38

33

0.3

7.44

3

03,00

22

24

84.24

29.5

32.5

80.33

23

27

71.5

32

40.5

35.5

0.34

7.24

2.5

04,00

22

24

84.24

28.5

31

83.01

23

27

71.5

30.5

29

29

0.34

7.32

2.5

05,00

22

24

84.24

26

24

84.9

23.5

25

88.33

29

32

27.5

0.34

6.52

1.5

06,00

22

24

84.24

26.5

29

82.38

23

26.5

74.57

30

33.5

29

0.24

8.13

07,00

22

24

84.24

23.5

24

95.95

23

26

77.77

26

25

24

0.2

8.23

27 30.5

28 33

92.61 83.59

27 31

28.5 34

89.12 80.81

24 25

26.5 30

81.49 67

30 36

28.5 34

28.5 34

0.03 0.2

7.23 7.36

08,00 09,00

382.8571 702.8571

53

Lampiran 2. Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan 2 tanpa beban Jam ke 08,30

Iradiasi (W/m2) 540

suhu lingkungan Twb Tdb 26.5 28

RH 89.01

Suhu ruangan Twb Tdb 31.5 34

09,00

540

26

29

79.05

32.5

36

78.52

25

09,30

734.2857

26.5

30

76.24

33

37

76.06

10,00

822.8571

27

31

73.58

35.5

39

10,30

915.7143

27

31

73.58

39.5

40

11,00

967.1429

28.5

33

71.57

35.5

40

11,30

965.7143

28

33

68.7

33

38.5

12,00

914.2857

28.5

38.5

47.67

34.5

41

12,30

977.1429

29

34.5

66.73

35.5

13,00

932.8571

28.5

35

61.72

13,30

840

30

36

14,00

215.7143

28.5

14,30

511.4286

30

15,30

185.7143

16,30

28.57143

RH 83.86

Suhu outlet Twb Tdb 25 31

T3

T4

T5

Vin

Vout

laju biomassa

RH 61.84

35

33

33.5

0.12

8.86

31

61.84

36.5

36

36

0.18

8.74

27

32.5

65.6

38

3737

36.5

0.15

9.18

79.46

27.5

36

52.52

39

38.5

38

0.29

9.04

96.94

27

37

46.49

40

39

39

0.34

8.65

74.46

27

35.5

52.15

41

40

40

0.5

9.89

68.71

26.5

33

60.44

38

37

37

0.31

9.14

64.95

27

37

46.49

41

40

40

0.29

9.32

42

65.42

26.5

35.5

49.8

43

41

41

0.37

9.02

36

43.5

61.59

26.5

36

48.36

44

42.5

41.5

0.59

9.49

64.89

36

43

63.58

27

37

46.49

43

40.5

40

1.21

9.41

29

96.34

32

36.5

73.12

27

32

68.16

36.5

35

35

0.93

9.27

34

74.9

27.5

39

41.89

27.5

32

71.07

40

37.5

37.5

0.3

9.4

29

32

80.16

31.5

36.5

70.41

26.5

31.5

67.88

37

35

35

0.35

7.89

26

28.5

82.21

32

38

65.93

26

32

62.5

38

43.5

39.5

0.23

8.23

2

17,30

26

27.5

88.94

34.5

42

60.84

26.5

31.5

67.88

38

41.5

42.5

0.21

8.4

1.5

18,30

24.5

25.5

92.22

34

39

71.49

25.5

30

70.02

35

40.5

36

0.44

8.21

4

19,30

23.5

24.5

92.06

29

32.5

77.27

24

26.5

81.49

31.5

34.5

29.5

0.36

8.54

4

20,30

23.5

24

95.95

29

33

74.48

25.5

28

82.04

35

42

35

0.21

8.81

4

21,30

23.5

24

95.95

32

36

75.69

25.5

28

82.04

37

44

38

0.26

8.34

3

22,30

24.5

25

96.03

28

31

79.81

25

28

78.65

37.5

39

32

0.32

8.6

3

23,30 00,30

23 23

23 23

100 100

29 31.5

32.5 36.5

77.21 70.41

25 25.5

28 27.5

78.65 85.35

40 35

40 44.5

35 38.5

0.22 0.24

8.75 8.84

4 3

01,30

23.2

23.2

100

32

36

75.69

25

27

85.2

39

40

34

0.14

8.67

3

02,30

23

23

100

26

27.5

88.91

24.5

26

88.57

29

33.5

28

0.17

8.62

3

03,30

22

22.5

95.81

26.5

28.5

85.63

23.5

24.5

92.06

30

31

27.5

0.2

8.68

2

04,30

23

23.5

95.9

29

32

80.16

24

26

84.9

33

37

31.5

0.2

8.77

3

05,30

23.5

24

95.95

31

35

75.31

25

27.5

81.86

41

44

36

0.18

8.52

4

06,30 07,30 08,30

23.5 24.5 25.5

24 25 27

95.95 96.03 88.08

32 34.5 33

37 38.5 38.5

70.64 76.58 68.71

25 26 26.5

27.5 29 30

81.86 79.05 76.24

40 41 41

42.5 42.5 43

35.5 37 39.5

0.21 0.26 0.32

8.44 8.5 8.78

4 3 3 54

Lampiran 3. Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan 3 dengan beban 9 April 2011 waktu Iradiasi (jam) (W/m2) Suhu Lingkungan Suhu Ruangan Twb Tdb RH Twb Tdb RH 10,30 504.2857 27.5 31 76.67 32 35 81.12

Suhu Ruang T1 T2 35 34

T3 34

Kecepatan Udara V1 V2 0.68 1.98

Suhu Outlet Twb Tdb 26.5 30

Laju Biomass RH 76.24

11,00

277.1429

27.5

30.5

79.63

32

35

81.12

34.5

32.5

33.5

0.51

2.59

26.5

30

76.24

11,30

462.8571

28.5

32

77.07

34

45

48.14

48

46

46

0.45

4.69

26.5

30

76.24

12,00

607.1429

31

35

75.31

39

60

28.42

55

59

60

0.43

4.27

30

36

64.89

4

12,30

551.4286

31

35.5

72.7

38.5

59.5

28.12

54

58

60

0.45

3.91

31

39

56.87

3.5

13,00

578.5714

31

35

75.31

39.5

60

29.54

56

59.5

61

0.44

1.68

31

40

53.04

4

13,30

238.5714

29.8

33.5

66.19

39

60

28.42

55

58.5

59

0.42

2.75

31

39

56.87

4.5

14,00

212.8571

30

33.5

77.65

38

58.5

28.65

50.5

56

60.2

0.34

3.18

29.5

36

62.32

5

14,30

251.4286

29.5

33

77.46

35

50

37.8

46

49

51

0.28

1.96

29

35

64.33

5

15,00

244.2857

29

33

74.48

38

57.5

30.38

51.5

55

58.5

0.28

1.63

28

35

59.16

5

15,30

144.2857

28.5

32

77.07

39.5

60

29.54

53

57.5

59.5

0.33

2.4

29

36.5

57.65

5

16,00

82.85714

28

31

79.81

39.5

57

35.08

49

53

54

0.38

2.22

30

36

64.89

5

16,30

22.85714

28

30

86.03

35

48

42.91

45

45.5

46

0.38

3.35

29

34.5

66.73

5

17,00 17,30 18,30

20 1.428571

28 28 27.5

31 30.5 30

79.81 82.86 82.7

37 37 39

58 53 60

27.21 36.77 28.42

47.5 46 48

55 51 57.5

60 60 60

0.36 0.56 0.34

4.69 4.05 4.51

29 29 29

33 34.5 34

74.48 66.73 69.22

5 5 5

19,30

26

28

85.49

39

60

28.42

49

58

64

0.61

3.3

26

30

73.1

5.5

20,30

27

29

85.77

39

56

35.82

46

50

56

0.6

3.47

29

33.5

71.8

6

21,30

26

28

85.49

39

59

30.1

45

56

55

0.53

2.76

29

34

69.22

6.5

22,30

26

27

92.46

39

60

28.42

50

58

58

0.57

4.78

29

35

64.33

6.5

23,30

25.5

27

88.8

35

52

33.31

42

52

54

0.26

4.28

28

32

74.04

6

00,30

25.5

27

88.8

35

56

25.92

48

57

51

0.28

4.54

28.5

33

71.57

6.5

01,30

25

26

92.3

39

60

28.42

50

57.5

59

0.41

3.34

28

34

63.75

6

02,30 03,30

25 24.5

26 25

92.3 96.03

37 39

59 60

25.63 28.42

50 52

59 60

58 60.5

0.36 0.55

4.35 3.93

28 28

33 33

68.7 68.7

6 6

04,30

24

25

92.14

35

57

24.35

41

51

49

0.49

3.41

27

31

73.58

7

05,30

24

25

92.14

37

58

27.21

51

59

60

0.4

3.92

27

33

63.14

7

24.5 26 28 30

26 28.5 30.5 34 29.95161

88.57 82.21 82.26 74.9

39 39 37 35

60 60 58 56 55.72581

28.42 28.42 27.21 25.92

46 46 47 54

54 55 58 60

57 58 60 59

0.42 0.21 0.48 0.4

3.57 3.65 4.45 4.95

28 28 28 30

32 33 35 36

74.04 68.7 59.16 64.89

6 6 6

06,30 07,30 08,30 09,30 23 jam

60 285.7143 752.8571 294.3651

3

151 55

Lampiran 4. Data nilai-nilai hasil pengukuran pada percobaan 4 dengan beban 19 April 2011 waktu (jam)

Iradiasi

Suhu Lingkungan Twb

Suhu Ruangan Tdb

RH

Twb

Suhu Ruang Tdb

RH

T1

Suhu Outlet T2

T3

Twb

Kecepatan Udara Tdb

RH

V1

Laju Biomass V2

10,00

827.1429

29

32.5

77.27

32

39

61.55

30

41

39

28

32

74.04

10,30

888.5714

29

32.5

77.27

32

43

46.83

42

42

41.5

27

32

68.16

0.28

3.36

11,00

962.8571

30

34

74.9

31

43

43.04

43

41.5

42.5

27

32.5

65.6

0.22

2.6

11,30

900

30.5

34.5

75.11

32

43.5

45.27

43.5

40

42

27

32.5

65.6

0.19

3.11

12,00

932.8571

30.5

34.5

75.11

32

44

43.76

44

42

42.5

28

33.5

66.18

0.41

3.68

12,30

924.2857

31

35

75.31

31.5

45

39.16

45

41.5

43

28

34

63.75

0.3

3.92

13,00

870

31.5

37

68

31

44

40.16

39.5

41

42

28

34

63.75

0.54

4.09

13,30

762.8571

33.5

39

68.93

31

43.5

41.57

42

39

40.5

28

33.5

66.18

0.64

3.65

14,00

732.8571

32

37

70.64

31

45

37.46

45

41

42

28

34

63.75

0.62

3.14

14,30

121.4286

29

32

80.16

29

35.5

89.52

37

34

33.5

27

31

73.58

0.55

3.59

15,00

195.7143

30.5

34

77.83

30.5

38.5

56.56

39

37

36

27

31.5

70.82

0.66

3.05

15,30

122.8571

29

32.5

77.27

40

60

30.68

58

59

60

28

34.5

61.41

0.78

3.03

4

16,00

108.5714

29

32.5

77.27

37

53

36.77

41

50

59

30

35

69.71

0.67

2.59

4

16,30

28.57143

27

30.5

76.45

35

47

45.74

39

49

61

28

31

79.81

0.38

2.4

6

17,00

8.571429

26.5

30

76.24

38

59

27.82

49

59

60

29

33

74.48

0.38

2.3

4

18,00

27.5

30

82.7

37

58

27.21

51.5

59

55

29

35

64.33

0.48

3.64

5

19,00

27.5

29

89.22

38

60

26.24

43

48

47

29

34

69.22

0.48

4.34

4.5

20,00

26

27

92.46

40

64

26.47

65

60

59

28.5

34

72.03

0.54

3.3

6

21,00

26

27

92.46

41

71

18.1

51

74

73

30

33.4

78.21

0.44

4.7

5.5

22,00

24

26

84.9

38

59

27.82

41.5

57

59

30

37

60.41

0.2

3.89

5

23,00

23

25

84.58

35

51

35.48

40

46.5

47.5

30

33

80.49

0.29

3.05

6.5

24,00 01,00 02,00

22 22 22

25 23.5 24

77.3 87.94 84.24

38 37 40

59 55 59.5

27.82 32.58 31.56

48 56 55

50 59 59.5

51 57.5 58

31.5 30 29

35 37 33

78.19 60.41 74.48

0.28 0.28 0.55

2.52 2.6 3.76

6 6 5

03,00 04,00 05,00 06,00

22 22 22 23.5

24 24 24 24

84.24 84.24 84.24 95.95

40 39 37 38

60 59 57 58.5

30.68 30.1 28.89 28.65

56 59 58 48

59 60 60 60

57 60 57.5 59

27 28 29 29.5

30 30 31 35

79.44 86.03 86.28 67

0.38 0.48 0.44 0.33

3.18 3.46 4.54 3.34

4 5 5 4.5 56

Lampiran 4. (Lanjutan) 07,00

317.1429

23.5

24

95.95

40

60

30.68

57

59

59

29.5

35.5

64.61

0.42

4.35

08,00

554.2857

25.5

27

88.8

38

58

29.5

48

60

60

25

28

78.65

0.57

3.93

09,00

410

27

28.5

89.12

32

46

38.21

42

48

47

23

28

65.72

0.63

3.41

10,00

498.5714

28

30

86.03

32

42

50.13

39

44

43

25

29

72.59

0.66

3.92

11,00

515.7143

29

32

80.16

31

47

32.26

42

45

45

25

29

72.59

0.51

3.06

25 jam

534.1429

29.74242

5

51.72727

91

57

Lampiran 5. Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 1 tanpa beban Jam ke-

Suhu pada bak pengering R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

10,00

37.6

37.8

38.3

38.3

38.2

38.5

37.6

36.8

36.9

10,30

38.6

38.8

40.3

40.6

40.6

40.9

40.1

40.3

11,00

39.2

39.6

40.2

40.3

40.2

40.4

39.7

39.8

11,30

36.1

36.3

36.3

36.4

36.3

36.4

35.9

12,00

38.4

38.7

39.1

39.1

39

39.1

12,30

45.2

45

45

45.7

45.5

13,00

43.2

43.7

43.7

43.6

13,30

33.5

33.6

33.9

14,00

38.5

37.5

38.6

R11

R12

R13

36.5

36.7

R14 36.7

R15 36.7

R16

36.8

36.8

37.7

37.9

38

38.3

38.5

38.4

38.2

37.9

39.3

37.6

37.8

38

37.9

37.9

36.8

37.6

38.4

35.8

35.8

35.3

35

35.9

34.9

34.7

34.9

35.3

38.3

38.4

36.6

37.1

36.4

37

36.6

36.1

36.3

37.1

45.7

43.9

43.5

40.1

39.7

40.5

40.4

39.9

35.8

39.5

40.9

43.4

43.7

42.4

42.4

39.6

39.8

39.5

39.7

39.5

37.2

38.8

40.4

33.8

33.7

33.7

32.8

31.6

31.9

32

31.8

31.7

31.8

31.7

32.1

31.7

37.2

37.9

36.5

35.6

35

37.9

37.1

38.3

37.1

37

34.9

35.9

34.4

14,30

46

46.6

45.6

45

45.1

44.1

42.5

42.7

45

46.6

45.4

45

44.2

42.2

42.2

42.4

15,00

45.2

46.2

45.9

46

44.8

43.9

42.1

42.5

45.7

45.7

43.7

43.4

43.5

42.1

42.3

42.6

15,30

47.8

48.1

47.8

47.6

48.6

48.1

46.1

47

45.9

47.1

46.3

46.7

47

45.8

45

47

16,00

42.1

42.4

42.5

41.8

41.2

40.8

39.7

40.2

43.2

43.9

43.1

42.6

41.5

40.6

40.4

39.7

17,00

42.5

41.4

44

44.4

46.7

48.4

46

45.9

41.6

42

41.1

42.8

42.5

41.6

41.1

42.6

18,00

46.3

47

45.6

45.1

45.6

43.5

45.1

44.6

45.6

46.8

46

44

46

40.6

45.2

44.6

19,00

41.5

41.8

40.9

40.8

40.7

39.9

40.4

40.2

43.8

43.8

43.4

42.9

42.4

40.2

42.1

40.1

20,00

42.1

42.1

41.5

40.8

41

40.5

40.6

40.6

42.1

41.7

41.2

40.5

41.4

40.9

41.8

40.3

21,00

42.2

42.9

41.8

41.1

41

41.1

40.9

40.8

42.1

43.5

42.6

40.3

41.3

41.2

40.8

40.9

22,00

40.7

41.5

39.2

39.2

38.8

38.3

37.5

37.8

40.9

41.4

39.7

39

39.2

38.7

38.4

38.1

23,00

40.6

41.7

39.5

39.4

38.8

38.5

37.4

38

40.1

41.9

40

39.6

39

38.4

37.4

38

24,00

48.4

49

46.9

45.9

46.5

46.5

44.9

46.2

46.2

47.3

46.6

45.5

46.7

45.7

44.9

44.7

01,00

44.6

44.8

43.5

42

43.4

42.8

42.7

44.2

45.6

44.5

45.1

44.4

35.5

44.1

44.2

44

02,00

43.4

43.3

43.9

40.1

41.3

40.9

39.6

40.9

44.3

45.2

43.4

39.8

42.2

40.5

40.8

40.8

03,00

36.1

36.7

35.5

35.6

34.6

34.3

33.8

33.6

36.1

37.3

36.1

35.4

34.3

34.6

33.7

33.4

04,00

36.9

38.3

35.9

36

35.1

34.1

33.6

33

37.5

39.1

36.8

37.1

35.4

34.8

33.5

33.1

05,00

36.3

37.1

35.3

35.4

34.7

33.8

34

33.3

36.9

38

36.1

35.6

35.2

33.9

34

32.8

06,00

35.8

36.5

35.2

35.4

34.6

34.1

33.6

33.1

36.3

37.9

36.1

36.8

35.1

34.1

34.1

34.1

07,00

31.4

31.4

31.4

31.4

31.3

31.2

30.9

31

31.2

31.2

31.2

30.9

30.3

30.6

30.4

30.9

08,00

36.5

36.5

37.1

36.9

37.4

37.1

36.9

37.8

36.4

36.3

36.4

36.2

35.9

36

35.6

36.5 58

Lampiran 6. Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 2 tanpa beban Jam keR1

R2

R3

R4

R5

R6

Suhu bahan sampel R8 R9

R7

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

08,30

35.7

35.4

36.1

35.8

36.2

36.3

36.9

37.1

35.5

35.1

35.5

35.2

35.4

36.7

36.2

35.5

09,00

37.6

37.4

38.1

37.9

40.6

39.6

39.9

39.9

36.8

37

36.9

37.1

37.6

38.2

37.4

38.3

09,30

38.9

38.7

40.3

39.7

42.6

41.6

42.5

42.3

38.3

38.5

38.6

39.3

39.1

39.6

39.2

39.6

10,00

40.6

40.3

46.1

44.2

46

46.4

45.5

44.7

39.9

40.8

41.3

41.5

41.1

41.1

40.1

41.2

10,30

42.5

41.4

44

44.4

46.7

48.4

46

45.9

41.6

42

41.1

42.8

42.5

41.6

41.1

42.6

11,00

47.6

42.7

43

50.3

48

49.9

47.6

46.9

40.6

43.4

42.2

43.8

42.2

42.4

42.6

43.9

11,30

46.3

53.5

49

47.5

44.7

46.8

46.3

44.6

40.6

42.3

41.4

42.5

41.3

40.5

40.5

41.7

12,00

48.2

47.6

47.8

49.6

48.8

51.1

47.4

46.3

42.2

44.8

43

45

43.1

42.3

42.6

43.8

12,30

51.1

50.6

51

50.7

49.7

51.2

47.6

46.7

43.8

46.3

43.5

44.7

43.2

43

43.4

44.8

13,00

50.6

50.6

50.6

50.7

50.5

52

49.4

46.1

44.5

47.3

43.9

46.2

43.7

44

43.6

44.4

13,30

48.9

49

48.8

50.9

48.6

49.1

47.8

45.6

44

44.5

43.6

45.5

43.4

43.5

43.3

43.9

14,00

38.9

39

38.5

39

38.2

38.8

37.6

36.7

36.6

37.5

36.3

37

36.3

36.2

36

36.4

14,30

42.9

42.9

42.3

42.9

41.9

42.8

40.6

39.8

39.8

40.1

39.1

39.9

39.1

39.4

39.4

39.8

15,30

47.8

48.1

47.8

47.6

48.6

48.1

46.1

47

45.9

47.1

46.3

46.7

47

45.8

45

47

16,30

46.4

46.8

45.3

44.9

44.4

44.3

42.4

45.5

47.5

46.6

46.7

43.6

45.2

44.1

41.9

43.5

17,30

46

46.7

45.8

45.4

45

44.2

43.6

44

45.8

46.3

45.7

44.4

44.5

43.7

43.5

44

18,30

40.1

40.7

39.3

39.9

39.1

38.3

37.5

37.3

40

40.4

39.9

39.9

38.4

39.2

36.8

39.2

19,30

46.2

44.5

43.3

42.3

42.6

41.7

43.1

43.9

45.4

42.2

44.4

41.2

43.2

43.8

42

42.7

20,30

46.1

45.1

43

42.7

42.6

41.7

42.6

41.7

42.6

43.5

44.1

42.2

43

41.4

43.1

42.4

21,30

46.2

45.2

42.8

42.6

41.9

40.9

41.9

42.1

44.4

45

43.7

40.8

42.1

41.8

42

42

22,30

45.8

46.4

45.1

44.8

44.1

43.7

42.8

43.4

44.8

46.1

44.7

44

43.9

43.5

42.1

43.6

23,30

46.5

44.2

43.6

42

41.2

42.4

42.3

44

46.8

45.6

45.9

40.6

43.3

42.3

43.7

43.9

00,30

46.6

47.7

44.6

45

43.7

42.5

44

44.2

45.4

46.7

44.2

43.7

43.7

43

45.3

43.5

01,30

43

42.9

41.5

41.4

41

40.4

39.3

40.5

41.2

42.6

41.2

39.7

41.4

39.9

40

40.1

02,30

44.8

46.1

42.4

41.7

41.7

40.5

40.1

41.2

44.3

42.6

43.1

40.1

42

40.8

40.5

40.7

03,30

44.7

45.1

43.5

43.6

43.7

43.2

42.2

42.6

43

44.2

43.1

42.3

43.5

42.4

42.8

41.8

04,30

45.9

47.4

45.3

45

44.8

43.4

44

43.6

45.7

44.3

43.5

44.6

42.3

43.7

42.8

46.6

05,30 06,30

43.8 44

45 45.6

42.6 42.7

42.7 42.8

42.5 41.8

41.7 42.9

40.6 43.7

43.6 42.5

44.6 41.8

46.6 41.9

43.5 41.4

42.1 39.3

44 40.9

42.2 42.3

42.5 40.4

42.6 40.4

07,30 08,30

44.1 44.2

44.6 46.1

43.3 43.6

43.1 43

43.1 43.4

43.2 43.2

42.7 42.8

41.8 44.2

42.9 43.9

42.6 44.3

44.2 43.2

42.5 41.6

42.2 44.3

42.8 42.6

41.7 43.8

43 42.4 59

Lampiran 7. Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 3 dengan beban Posisi titik dalam bak Waktu (jam) Rata-rata 1 2 3 4 5 6 7 8 bawah 10,30 31.2 32.5 31.9 32.7 32.7 31.8 31.1 36 32.4875 11,00 30.6 30.5 33.4 31.1 32.8 31.8 31.3 30.7 31.525 11,30 29.8 29.6 30.2 29.6 30.6 30.1 31.4 30.6 30.2375

9 31.9 30 33.8

10 33.8 29.8 32.2

11 37.3 30.3 33.6

12 37.7 30.4 32.1

13 37.8 30.4 35.3

14 37.7 30.3 33.7

15 34.2 30.3 31.3

16 35.9 34.3 33.2

Rata-rata tengah 35.7875 30.725 33.15

12,00

35.1

36.2

33.3

35.7

35.4

36.4

36.7

36.2

35.625

34.8

36.1

35.1

35.4

34.6

34.8

35.4

35.2

35.175

12,30

35.5

36.1

35.9

35.9

35.7

37

37.3

36.7

36.2625

34.7

35.9

35.9

35.5

37.1

36.7

35.8

35.3

35.8625

13,00

34.9

35.8

35.2

35.8

35

36

36.8

36.1

35.7

35

35.1

35

34.9

34.9

34.9

34.9

35

34.9625

13,30

35.5

35.1

35.9

35.6

36.6

36.2

36.8

36.2

35.9875

55

41.2

35.8

35

38.5

37.2

35.6

36

39.2875

14,00

35.4

35.1

35.9

35.7

36.7

36.1

36.9

36.3

36.0125

55.1

41.8

35.5

34.9

38.2

37.5

35.6

35.8

39.3

14,30

33.6

34

35

35.9

35.8

37.3

36.1

35.8

37.865

49.2

41.6

32.6

32.6

34.6

34.6

33.4

33.4

34.8375

15,00

34.5

33.4

33.7

33.4

34.9

34.7

34.9

34.7

34.275

34.9

36.4

34.7

36.3

34.7

33.6

34

34.1

39.9625

15,30

34.4

34.3

34.3

34

33.9

34.6

33.8

33.3

34.075

33.5

37.6

33.2

37.2

40

32.9

52.8

52.5

35.6

16,00

35.1

34.4

34.7

35.2

35.1

35.4

35.3

35.9

35.1375

34.3

34.7

33.8

38

38.3

34.1

35.9

35.7

33.075

16,30

33.8

33.8

34.8

34.5

35

35.1

33.5

33.5

34.25

33

32.9

32.8

34.1

32.9

32.3

33.1

33.5

33.1125

17,00

33.7

38

34.6

34.2

34.2

35

32.9

33.3

34.4875

33.1

33.1

33.1

33.8

32.8

32.4

33.1

33.5

33.675

17,30 18,30

34 34.1

34 33.8

33.7 34

33.8 34.8

34.1 34.5

35 35.4

33.3 33.9

34 34.8

33.9875 34.4125

33.5 34

34.1 34.6

33.1 33.5

34.4 34.7

33.6 33.2

33.6 33.6

33.7 33.8

33.4 33.5

33.8625 33.125

19,30 20,30

31.3 34.9

31.2 37.1

31.4 33.8

31.9 34.1

32.6 33.8

32.6 34.3

30 34.8

31 34.4

31.5 34.65

30.5 34.9

30.7 44.6

32.1 43.4

31.7 34.8

30.1 34.7

34 37.1

41.4 34.9

34.5 34.1

37.3125 37.625

21,30 22,30 23,30

34.9 35.5 35.5

37.8 35.8 35

33.8 34.7 35.6

34.2 35.2 35.3

33.8 35.2 37.3

34.5 36 37.6

34.7 36.3 36.6

34.8 35.1 42.4

34.8125 35.475 36.9125

35.2 37 46.4

44 39.9 41.2

43.2 42.3 36.6

34.7 35.9 35.7

34.6 34.9 45.9

36.9 36.9 34

36.9 35.8 50

35.5 36.1 34.7

37.35 40.5625 36.15

00,30 01,30 02,30 03,30 04,30 05,30 06,30 07,30 08,30 09,30

34.1 34.1 32.1 36.1 36.5 35.5 39.5 42.4 43 42.1

34.2 34.6 32.2 37.1 33.4 35.4 37.7 40.7 41.7 42.1

33.8 32.7 32.2 34.3 34.3 34.9 35.9 39.4 42.6 41.5

33.3 33.4 32.3 33.6 33.1 39.1 34.9 38.1 42.5 40.8

32.5 33.4 32.5 31.4 32.8 32.2 32.2 33.6 34.8 34

33.9 34.1 32.6 31.6 32.2 32.3 32.3 33.9 34.1 34.3

32.5 35.5 36 35.4 34.3 36.8 36.8 42.5 42.8 40.6

33.2 34.3 34.1 34.3 34.3 34.9 35.9 40.8 40.8 40.6

33.4375 34.0125 33 34.225 33.8625 35.1375 35.65 38.925 40.2875 39.5

33.2 34.6 37.2 36.8 33.9 37.1 37.1 41.6 41.8 42.1

33.6 35 36.8 35.7 35.3 36.2 36.2 43.3 43.6 41.7

32.8 35.6 36.8 38 34.7 35.3 35.3 40.8 41.5 41.2

47.7 35.6 37.4 39.1 35.3 36.3 36.3 38 39.4 40.5

32.5 37.2 38.1 39.4 35.4 35.6 35.6 35.7 37.2 41.4

32.5 39.8 37.5 36.5 36.6 39.4 36.4 38.2 38.6 40.9

45 35.4 36.9 34.5 34.6 39.6 39.6 43.1 43.5 41.8

31.9 34.7 37 38.4 33.8 38.3 35.3 40.4 40.9 40.3

35.9875 37.2125 37.3 34.95 37.225 36.475 40.1375 40.8125 41.2375 40.013 60

Lampiran 8. Data pengukuran suhu pada bahan (pada bak pengering) pada percobaan 4 dengan beban Rata-rata 1 2 3 4 5 6 7 8 bawah 9 10,00 35.7 34.4 36.1 35.8 36.2 36.3 36.9 37.1 36.0625 35.5

10 35.1

11 35.5

12 35.2

13 35.4

14 36.2

15 36.2

16 35.5

Rata-rata tengah 12.5

10,30

37.6

37.4

38.1

37.9

40.4

39.6

39.9

39.9

38.85

36.8

37

36.9

37.1

37.6

38.2

37.4

38.3

35.575

11,00

38.9

38.7

40.3

39.7

42.6

41.6

42.5

42.3

40.825

38.3

38.5

38.6

39.3

39.1

39.6

39.2

39.6

37.4125

11,30

40.6

40.3

46.1

44.2

46

46.4

45.5

44.7

44.225

39.9

40.8

41.3

41.5

41.1

41.1

40.1

41.2

39.025

12,00

42.5

41.1

44

44.4

46.7

48.4

46

45.9

44.875

41.6

42

41.1

42.8

42.5

41.6

41.1

42.4

40.875

12,30

47.6

42.7

43

50.3

48

49.9

47.6

46.9

47

40.6

43.4

42.2

43.8

42.2

42.4

42.6

43.9

41.8875

13,00

46.3

53.5

42

47.5

44.7

46.8

46.3

44.6

46.4625

40.6

42.3

41.4

42.5

41.3

40.5

40.5

41.7

42.6375

13,30

48.2

47.6

42.5

49.6

48.8

51.1

47.4

46.3

47.6875

42.2

44.8

43

45

43.1

42.3

42.6

43.8

41.35

14,00

51.1

50.6

51

50.7

49.7

51.2

47.6

46.7

49.825

43.8

46.3

43.5

44.7

43.2

43

43.4

44.8

43.35

14,30

50.6

50.6

50.6

50.7

50.5

52

49.4

46.1

50.0625

44.5

47.3

43.9

46.2

43.7

44

43.6

44.4

44.0875

15,00

48.9

49

48.8

50.9

48.6

49.1

47.8

45.6

48.5875

44

44.5

43.6

45.5

43.4

43.5

43.3

43.9

44.7

15,30

38.9

39

38.5

39

38.2

38.8

37.6

36.7

38.3375

36.6

37.5

36.3

37

36.3

36.2

36

36.4

43.9625

16,00

42.9

42.9

42.3

42.9

41.9

42.8

40.6

39.8

42.0125

39.8

40.1

39.1

39.9

39.1

39.4

39.4

39.8

36.5375

16,30

39.3

39.1

38.8

39

39.1

39.7

38.1

37.3

38.8

37.3

37.5

37.1

37.3

37

37.1

37.3

36.9

39.575

17,00

46.4

46.8

45.3

44.9

44.4

44.3

42.4

45.5

45

47.5

46.6

46.7

43.6

45.2

44.1

41.9

43.5

37.1875

18,00

46

46.7

45.8

45.4

45

44.2

43.6

44

45.0875

45.8

46.3

45.7

44.4

44.5

43.7

43.5

44

44.8875

19,00

40.1

40.7

39.3

39.9

39.1

38.3

37.5

37.3

39.025

40

40.4

39.9

39.9

38.4

39.2

36.8

39.2

44.7375

20,00

46.2

44.5

43.3

42.3

42.6

41.7

43.1

43.9

43.45

45.4

42.2

44.4

41.2

43.2

43.8

42

42.7

39.225

21,00 22,00

46.1 46.2

45.1 45.2

43 42.8

42.7 42.6

42.6 41.9

41.7 40.9

42.6 41.9

41.7 42.1

43.1875 42.95

42.6 44.4

43.5 45

44.1 43.7

42.2 40.8

43 42.1

41.4 41.8

43.1 42

42.4 42

43.1125 42.7875

23,00

45.8

46.4

45.1

44.8

44.1

43.7

42.8

43.4

44.5125

44.8

46.1

44.7

44

43.9

43.5

42.1

43.6

42.725

24,00

46.5

44.2

43.6

42

41.2

42.4

42.3

44

43.275

46.8

45.6

45.9

40.6

43.3

42.3

43.7

43.9

44.0875

01,00

46.6

47.7

44.6

45

43.7

42.5

44

44.2

44.7875

45.4

46.7

44.2

43.7

43.7

43

45.3

43.5

44.0125

02,00

43

42.9

41.5

41.4

41

40.4

39.3

40.5

41.25

41.2

42.6

41.2

39.7

41.4

39.9

40

40.1

44.4375

03,00

44.8

46.1

42.4

41.7

41.7

40.5

40.1

41.2

42.3125

44.3

42.6

43.1

40.1

42

40.8

40.5

40.7

40.7625

04,00

44.7

45.1

43.5

43.6

43.7

43.2

42.2

42.6

43.575

43

44.2

43.1

42.3

43.5

42.4

42.8

41.8

41.7625

05,00

45.9

47.4

45.3

45

44.8

43.8

44

43.6

44.975

45.7

44.3

43.5

44.6

42.3

43.7

42.6

42

42.8875

06,00

43.8

45

42.6

42.7

42.5

41.7

40.6

43.6

42.8125

44.6

46.6

43.5

42.1

44

42.2

42.5

42.5

43.5875

07,00

44

45.6

42.7

42.8

41.8

42.9

43.7

42.5

43.25

41.8

41.9

41.4

39.3

40.9

43

44

43

43.5

08,00

44.1

44.6

43.3

43.1

43.2

42.7

41.8

42.9

43.2125

42.6

44.2

42.5

42.2

42.8

41.7

43

41.1

41.9125 61

Lampiran 8. (Lanjutan) 09,00

44.2

46.1

43.6

43

43.4

43.2

42.8

44.2

43.8125

43.9

43.9

44.3

43.2

41.6

42

42.6

42.2

42.5125

10,00

44.3

46

42.2

43.4

43

42.6

42.2

44.1

43.475

43.5

43.4

43.2

42.4

41.5

41.6

42.4

42.4

42.9625

11,00

45

44

42.8

43.1

43.6

41.5

41.8

43.5

43.1625

42.6

42.5

42.6

43.5

42.7

42.8

41.5

41.8

42.55

62

Lampiran 9. Data penurunan kadar air jagung dari awal hingga akhir pengeringan pada percobaan I Waktu (jam)

Posisi titk sampel pada bak 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

10,30

30.8

32.5

32.8

32.7

32

31.7

31.3

31.7

31.6

31.9

30.1

30.4

31.9

31.5

30.8

31.8

11,30

30.6

30.4

31.7

31.3

29.9

29.6

29.5

30.3

31.4

29.2

29.8

28.4

31.6

31.3

30.7

29.1

12,30

30.3

29.5

31

30.3

29.3

29

29.2

29.7

30.5

27.6

29.7

27.2

30.3

28.6

29.3

28.4

13,30

29.7

29.4

29.5

28.7

28.8

28.6

27.8

29.7

28.3

27.4

29.5

26.4

28.5

27.5

28.4

26.9

14,30

29.6

28.8

28.3

28.1

28.8

28.5

28.4

29.3

26.5

26.2

28.2

24.3

27.7

26.3

28.1

24.6

15,30

28.9

26.8

28.3

27.4

27.8

28.5

27.5

28

25.1

24.8

27.5

24.5

25.7

26

27.2

24.4

16,30

29.4

26.1

28.3

26.8

27.5

28.3

26.2

27.9

24

25.7

25.9

24.6

25.6

26.1

26.1

23.9

17,30

27.8

25.9

28.2

26.7

27.1

27.9

24.9

26.9

23.8

23.5

25.4

24

23.9

24.6

25.9

23.6

18,30

27.6

25.4

26.9

26.6

26.4

27.6

25.8

26.5

23.3

23

24.2

22.9

23.7

23.3

25.8

22.9

19,30

26.1

25.2

26.4

26.4

27

27.1

24.3

26.4

22.1

21.1

24

22.7

23.7

22.8

24.7

21.8

20,30

25.5

25

24.8

26.4

25.8

26.4

23.5

26.1

22.1

21.4

23.2

22.3

23.4

22.3

23.9

21.3

21,30

25.3

25

25.1

26.3

25.5

26.2

22.3

25.1

21.9

20.5

22.7

22.1

22.1

22.1

22.7

20.5

22,30

24.6

24.2

24.9

26.2

25.4

25.4

22.3

24.8

21.2

20.3

22.3

21.2

22.1

21.8

21.5

20.4

23,30

24.1

23.7

24.5

26.2

23.8

24.3

22

24.6

20.8

19.4

21.8

22

22

22

21.5

20.4

00,30

21.2

23.1

24.4

25.2

22.9

23.9

22.1

22.3

19.9

19.2

21.6

18

21.1

20.6

20.9

19.9

01,30

19

22.8

22.7

24.1

21.9

23.5

20.4

20.8

19.7

19.2

20.8

18

19.5

20.1

19.8

19.9

02,30

20

22.4

21.2

24.1

21.5

22.2

19.4

19.7

18.6

19

20.5

17.8

19.4

19.5

17.4

18

03,30

18.4

21.6

20.6

21.2

21

21.6

19

19

18.2

18

18.3

16.9

18.4

18.8

17.2

17.8

04,30

17.4

19.8

19.7

21

20.2

20.7

18.9

18.7

18.2

16.9

18.1

17.7

16.5

17.5

17.2

16.7

05,30

17.3

19.7

19.5

19.4

20.6

19.9

17.9

18.2

17.4

16.8

17.7

16.9

16.3

17.2

16.5

16.6

06,30

17.3

19.2

18.6

19.1

20

19.8

15.9

17.7

17.3

16.2

17.6

16.7

15.2

17.4

15.3

16.6

07,30

15.9

16.4

18.1

18.5

17.3

19.7

16.8

16.5

16.3

15.7

16.7

16.6

14.6

14.6

15

15.2

08,30

14.8

15.9

15.4

15.9

16.1

18.1

15.7

16.3

13.8

13.2

15.3

15.8

13.8

14.6

14

14.4

09,30

13.7

11.9

15.3

13.9

14.6

14.1

14

13.7

12.3

12.6

13.9

15.4

13.8

14

13.5

13.1

63

Lampiran 10. Data penurunan kadar air jagung dari awal hingga akhir pengeringan pada percobaan II

Waktu (jam)

Posisi titik dalam bak 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

10.00

32.5

31.6

31.2

30.7

31.2

31

30.5

31

31.7

31.2

30.1

30.8

30.3

31.3

30.5

30.8

11.00

31.5

30.7

30.5

39.7

30.4

29.6

29

28.7

29.7

29.6

28.7

29.3

29.8

31.6

29.5

29.5

12.00

30.6

29.6

30.4

29.3

30.4

29.5

28.7

28.5

28.4

28.6

28.5

28.7

29.2

29.3

29.2

28.4

13.00

30

28.2

30.2

28.1

29.1

29.4

28.4

28.2

29.9

27.4

27.7

28.7

28.9

28.4

27.6

27.5

14.00

28.8

27.4

26.7

25.8

27.7

26.6

26.2

26.5

27.6

26

28.8

28

27.6

27.6

25.9

26.2

15.00

28.6

27.2

27.5

26.1

27.5

28.6

24.8

27.4

26.2

25.1

27

27.8

26.9

26.2

24.4

26

16.00

26.9

26.2

29.1

25.7

27.9

27.7

24.5

25.8

25.7

23.3

27.5

26.3

25.7

25.2

23.5

25.2

17.00

24.2

23.5

25.2

23.6

24.8

21.5

24.8

20.1

24.5

22.8

23.9

24.7

24

22.2

23.6

23.4

18.00

22.5

22.5

23.8

22.1

23.6

25.3

23.8

23.2

23.2

22.2

23.6

24.3

23.7

23.3

22.7

22.6

19.00

20.7

21.4

23.2

25.2

22.9

24.4

22.6

22.1

22.6

21.6

22.5

23.6

23.5

22

22.3

21.8

20.00

20.5

20.3

22.5

24.8

21.5

23.9

21.2

21.9

21.1

20.2

21.7

22.3

22.6

21.7

21.6

21.5

21.00

20.2

20.3

21.6

23.7

21.1

22.4

19.6

20.7

20.5

18.6

20.4

21.5

21.6

21.4

21.2

21.1

22.00

19.7

19.6

21.3

22.5

20.5

21.4

19.5

19.6

18.6

18.4

19.8

20.8

20.2

20.7

20.5

20.8

23.00

19.5

19.2

20.9

22.6

20.8

20.8

19.2

19.6

17.5

17.7

19.5

20.2

20.1

20.3

20.2

20.4

24.00

18.8

18.7

20.5

22.7

21.6

20.2

18.8

21.3

17.3

17.2

18.4

19.7

19.6

19.6

19.5

20.1

1.00

18.5

18.4

20.3

22.3

20.3

19.8

17.9

19.6

16.7

16

18.2

19.2

19.2

18.3

19.4

19.6

2.00

18.1

17.8

20.6

22

19.6

19.5

17.4

18.6

16.4

16.2

17.7

18.6

18.5

18.1

19.2

18.4

3.00

17.4

17.6

20.5

21.2

19.4

19.3

17.2

19.9

15.6

15.6

17.3

18.5

17.8

17.4

18.4

17.5

4.00

17

17.1

20

20.6

19.1

18.7

17.1

18.4

15.2

15

17.2

18.1

17.4

17.1

18.1

17.2

5.00

16.6

16.8

19.7

19.5

18.8

18.3

16.3

18.1

14.8

14.4

16.5

17.3

16.7

16.7

17.6

17.1

6.00

16.5

16.5

19.3

19.2

17.9

17.3

15.2

17.7

14.2

12.8

16.2

16.8

16.5

16.4

17.3

16.6

7.00

16.3

16.2

18.6

18.3

17.4

16.5

14.7

17.4

13.9

11.5

16.1

16.4

16.7

15.8

16.5

16.1

8.00

16

16.1

17.6

17.7

17.2

15.7

14.4

16.3

12.7

11.1

15.8

15.6

16.2

15.3

16.2

15.9

9.00

15.4

15.8

16.3

16.4

16.4

14.7

13.3

15.5

12.5

11

15.4

14.7

16.5

15.8

15.4

14.3

10.00

15

15.2

15.3

15.4

14.4

15.1

13.3

14.2

11.2

10.6

14.2

13

15.3

14.3

13.6

13.9

64

Lampiran 11. Perhitungan efisiensi penggunaan energi pada pengeringan jagung

Pengujian I Massa awal biji jagung (Wo) Massa akhir biji jagung (Wf) Kadar air awal (Mo) Kadar air akhir (Mf) Suhu ruangan rumah kaca rata-rata (Tr) Suhu lingkungan rata-rata (Tl) Panas laten penguapan bahan (Hfg)

Absorbsivitas Transmisivitas

= 1008 kg = 737 kg = 31.59% = 14% = 55.72oC = 29.95oC = 2382.32 kJ/kg (dicari dari table pindah panas berdasarkan suhu ruangan rumah kaca) = 0.85 = 0.85

1.

Panas untuk memanaskan dan menaikkan suhu bahan (Q2) Cpb = 0.873 + 0.034 (Mo) = 0.873 + 0.034 (31.59%) = 1.94706 kJ/kgoC Q2 = Wo x Cpb x (Tr-Tl) = 1008 x1.94706 x (55.72-29.95) = 50 577.14209 kJ 2. Panas untuk menguapkan air bahan (Q3) mu = Wo (Mo-Mf)/(100-Mf) = 1008 (31.59-14)/(100-14) = 206.17 kg Q3 = mu x Hfg = 206.17 x 2382.32 = 491 162.914 kJ Q5 = Q2 + Q3 = 50 577.14209 + 491 162.914 = 696 185.8621 kJ Pengujian II Massa awal biji jagung (Wo) = 1049 kg Massa akhir biji jagung (Wf) = 807.3 kg Kadar air awal (Mo) = 31.025% Kadar air akhir (Mf) = 13.74% Suhu ruangan rumah kaca rata-rata (Tr) = 51.57oC Suhu lingkungan rata-rata (Tl) = 29.74oC Panas laten penguapan bahan (Hfg) = 2372.106 kJ/kg (dicari dari table pindah panas berdasarkan suhu ruangan rumah kaca) Absorbsivitas = 0.85 Transmisivitas = 0.85 1. Panas untuk memanaskan dan menaikkan suhu bahan (Q2) Cpb = 0.873 + 0.034 (Mo) = 0.873 + 0.034 (31.025%) = 1.89185 kJ/kgoC Q2 = Wo x Cpb x (Tr-Tl) = 1049 x 1.89185 x (51.57-29.74) = 43 322.74 kJ 2. Panas untuk menguapkan air bahan (Q3) mu = Wo (Mo-Mf)/(100-Mf) = 1049 (31.025-13.74)/(100-13.74) = 210.2 kg Q3 = mu x Hfg = 210.2 x 2372.106

65

= 498 616.6812 kJ = Q2 + Q3 = 43 322.74 + 498 616.6812 = 541 939.4212 kJ = 1 082 744.335 kJ

Q5

Qtotal

Energi yang diterima oleh mesin pengering (Q1), kJ Q1 = 3.6IgAp (τα)pt Luas permukaan mesin yang menerima sinar matahari langsung = 28.52 m2 Parameter Hari ke 1

2

3

Satuan 4

Iradiasi surya awal

151.4286

540

504.2857

827.1429

W/m2

Iradiasi surya akhir

702.8571

28.57143

752.8571

515.7143

W/m2

8

7

9

11

jam

310.2679

672.7619

294.3651

534.1429

Wjam/m2

1372270.245

2066336.437

2953784.542

2408578.812

Lama penyinaran Iradiasi global Energi surya Total energi surya

1165846

kJ

Energi biomassa yang diterima mesin pengering Percobaan 1 Q7 = (Mmt) (Qmt) = 50.5*16235.45 = 819 890.225kJ Percobaan 2 = 868 596.575 kJ Percobaan 3 = 2 451 552.95 kJ Percobaan 4 = 1 477 425.95 kJ

Energi listrik yang digunakan (Q6), kJ Alat Listrik

Daya (Watt)

Kipas Lampu

750 40

Lama pemakaian hari ke- (jam) 1 24 12

2 3 24 23 12 12 Total energi listrik

4 25 12

fk

energi

Satuan

3.6 3.6

259200 6912 266112

kJ kJ kJ

Panas yang diterima udara model pengering (Q4) = = mud Cud (TR-Tl) Percobaan 3 Percobaan 4

= 1 218 654 kJ = 1 943 136 kJ

Efisiensi termal

ηt

=

୕ହ ୕ଵା୕଻

Percobaan 1 Percobaan 2

×100% = 23.56% = 44.95%.

66

Efisiensi pengeringan oleh udara

ηUP = ொହ × 100% ொସ Percobaan 1 Percobaan 2

= 88.18% = 72.69%.

Konsumsi Energi Spesifik (KES) KES =

ொଵାொ଻ ௠௨௔௣

Hanya biomassa (kJ/kg) Dengan iradiasi surya (kJ/kg)

3= 9046.32kJ/kg 3= 10899.57 kJ/kg

4= 6112.6 kJ/kg 4= 9965.16 kJ/kg

Efisiensi sistem pengering =

ηsp 1.

2.

3.

୕୘ ୍ୋሺτα୅ሻାሺଷ.଺୔୵୲ሻାሺ୑୫୲୕୫୲ሻ

100%

Efisiensi total hanya dengan biomassa Percobaan 3 = 5410740.1/25160964.95 X 100% =21.52% Percobaan 4 = 541 939.42/1544 925.95 x 100% = 35.08% Efisiensi total dengan hibrid Percobaan 3 =541 740.1/1029 369.15 x 100% = 52.63% Percobaan 4 = 541 939.42/1555 932.34 x 100% = 34.83 Efisiensi total dengan iradiasi surya Percobaan 3 = 27.61% Percobaan 4 = 27.675

67

Lampiran 12. Kehilangan panas pada dinding tungku (QL1), percobaan 2 Panjang tungku (m)

1.00

Lebar tungku (m)

0.55

Tinggi tungku (m)

0.35 2

Luas dinding tegak tungku (m )

0.55 2

Luas dinding tegak sisi kanan/kiri tungku (m )

0.37 2

Luas dinding tegak sisi depan/belakang tungku (m ) Suhu lingkungan (TL) (ºC)

0.17 25.33

Suhu dinding tungku (TL) (ºC)

430.43

Beda suhu dinding tungku dengan suhu lingkungan (ºC)

132.10

Suhu film (Tf) (ºK) Nilai emisivitas bahan

355 0.977

Dari tabel sifat-sifat udara (berdasarkan Tf) didapatkan: Bilangan Prandtl (Pr) Konduktivitas udara (ku) (W/mºC) Kinematik viskositi (v) (m2/s) B = 1/Tf (1/ºK) Dimensi karakteristik (L) Konduktivitas bahan tungku (kb) (W/mºC)

0.68 0.03095 2.127E-05 0.002817 0.35 64.13

Nilai Grasshorf (Gr)

345466837

Bilangan Rayleigh (Ra)

234917449

Nilai konstanta C

0.52

Nilai konstanta m

0.25

Bilangan nusselt (Nu) Koefisien pindah panas konveksi (h˜) (w/m2ºC) Kehilangan panas dinding tegak kiri dan kanan (watt) Kehilangan panas dinding tegak depan dan belakang (watt) Kehilangan panas total pada dinding tegak tungku (QL1) (watt)

64.38 5.59 1628.68 737.31 2365.98

68

Lampiran 13. Kehilangan panas pada lantai tungku (QL2) dan lubang masuk udara pada tungku Q3 pada percobaan 1

Panjang lantai tungku Diameter batangan besin yang digunakan untuk lantai tungku (m) Jumlah batangan besi yang digunakan Luas permukaan lantai tungku (m2) Suhu lingkungan (TL) (ºC) Suhu lantai dasar bagian luar (ºC) Beda lantai dasar luar dengan udara lingkungan Suhu film (Tf) bagian luar (ºK) Nilai emisivitas bahan

1 0.001 66 0.35 27.6 168 140.4 370.8 0.97164

Dari tabel sifat-sifat udara (berdasarkan Tf bagian luar) didapatkan: Bilangan Prandtl (Pr) Konduktivitas udara (ku) (w/mºC) Percepatan udara (v) (m2s) B = 1/Tf (1/ºK) Dimensi karakteristik (L) Konduktivitas bahan tungku (kb) (W/mºC) Nilai Grasshorf (Gr) Bilangan Rayleigh (Ra) Nilai konstanta C Nilai konstanta m Bilangan nusselt (Nu) Koefisien pindah panas konveksi (hd˜) (W/mºC) Kehilangan panas pada lantai tungku (QL2) (watt)

0.682 3.20x10-2 2.362x10-5 0.0026969 0.35 63.6 303426414 206936815 0.85 0.188 31.103 2.802 137.71

Kehilangan panas pada lubang masuk udara pada tungku (QL3) Suhu udara lubang masuk tungku (°C) Suhu udara lingkungan (°C) Jumlah lubang udara masuk tungku Panjang lubang udara masuk (m) Lebar lubang udara masuk tungku (m) Luas satu lubang udara masuk Kehilangan panas pada lubang udara masuk tungku (watt) Total Kehilangan panas pada lubang udara masuk tungku (watt)

76.00 27.62 6.00 0.30 0.01 0.003 1.13 6.81

69

Lampiran 14. Panas yang diterima rumah kaca dari pipa penyalur (QHE) pada percobaan 1

Jumlah pipa (buah)

45

Panjang pipa (m)

1.83

Diameter luar (Do) pipa (m)

0.033

Diameter dalam (Di) pipa (m)

0.03

2

Luas permukaan pipa (m )

0.1896

Suhu dinding pipa (ºC)

63.68

Suhu ruang pengering (Tr) (ºC)

39.96

Beda suhu dinding pipa HE dengan suhu ruang pengering

23.72

Suhu film (Tf) (ºK)

324.820

Nilai emisivitas bahan

0.9702

Dari tabel sifat-sifat udara (berdsarkan Tf) didapatkan: Bilangan Prandtl (Pr)

0.6921

Konduktivitas udara (ku) (w/mºC)

2.81E-02

2

Kinematik viscosity (v) (m /s)

1.82E-05

B = 1/Tf (1/ºK)

3.08E-03

Dimensi karakteristik (L)

0.09

Konduktivitas bahan tungku (kb) (W/mºC)

6.92E+01

Nilai Grasshorf (Gr)

1.48E+06

Bilangan Raleigh (Ra)

1.03E+06

Nilai konstanta C

0.53

Nilai konstanta m

0.25

Bilangan nusselt (Nu)

16.865 2

Koefisien pindah panas konveksi (h˜) (w/m ºC)

14.371

Pindah panas dari pipa kedalam ERK (QHE) (watt)

64.641

Total QU1 (watt)

2197.80

70

Lampiran 15. Perhitungan nilai efisiensi tungku dan HE

Q3

Qcelah

nilai kalor (kj/kg)

laju (kg/jam)

Qg (j/s)

eff tungku

44266,71

12296,31

102,6089

26,40099

3,15

49244,86

13679,13

109,7255

28,74779

15582,46

5,39

83989,46

23330,41

66,70015

17,41149

16235,45

5,05

59167,01

16435,28

93,01

24,19

Q1

Q2

Percobaan 1

2674,56

160,427

9,06

11686,85

930,2606

15809,54

2,8

Percobaan 2

2360,77

202,495

4,5

14156,81

852,6862

15633,29

Percobaan 3

2172,52

198,077

3,97

14623,82

937,5943

Percobaan 4

2402,62

187,00

5,84

14210,54

906,85

Qg (kj/jam)

effHE

71

Lampiran 16. Estimasi biaya pokok pengeringan (BPP) dengan penggunaan listrik PLN No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Parameter diketahui Harga awal unit pengering (P) Jumlah jagung yang dikeringkan per batch Jumlah jagung yang dikeringkan per tahun Lama pengeringan per batch Kapasitas pengeringan Harga listrik kategori industry Abodemen listrik kategori industri (Rp.34000/kVa/bulan) Daya total alat Biaya pemeliharaan dan perbaikan unit pengering (0.5% x harga awal) Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) 1.5% dari investasi Upah tenaga kerja 2 orang @Rp.25000,- per hari Umur ekonomis bangunan ERK-Hibrid Nilai sisa unit pengering ERK-Hibrid (10% x harga awal) Bunga modal Harga biomassa Biomassa yang digunakan Konsumsi biomassa (kgh/jam)

Bulan kerja per tahun Hari kerja per bulan Jam kerja per hari Jam kerja per tahun Total jam kerja per tahun

Nilai Rp 30000000 1000 0 24 1000 Rp 495 Rp 102000 3 Rp 150000 Rp 450000 Rp 50000 5 Rp 3000000 2.5% Rp 1500 121 6.4

Jadwal Kegiatan Pengeringan Selama Satu Tahun Masa Panen Raya 6 20 10 1200

Satuan kg kg jam kg per kWh per bulan kW per tahun per tahun per hari tahun per tahun per kg kg kg/jam

Di Luar Panen Raya 6 10 10 600 1800

72

Proses Perhitungan Biaya Pokok Pengeringan Jagung dengan ERK-Hibrid: Biaya Operasi (Rp/tahun) = Biaya Tetap (BT) + Biaya Tidak Tetap (BTT) Komponen biaya tetap (Rp/tahun) : Pajak Bumi dan Bangunan, pemeliharaan unit pengering ERK, biaya penyusutan, dan biaya bunga modal Komponen Biaya Tetap (BT) 1. Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) 1.5 % dari investasi awal per tahun : PBB (Rp/tahun) = [ 1.5% x Harga unit ERK x (N + 1)] / (2N) PBB (Rp/tahun) = [ 1.5% x 30000000 x 6 ] / 10 PBB = Rp 270 000/tahun 2. Pemeliharaan unit bangunan pengering ERK : = 0.5%/tahun x (Harga unit awal ERK) = 0.5%/tahun x 30 000 000 = Rp 150 000/tahun 3. Biaya penyusutan menggunakan metode Straight Line, D = (P-S)(A/P,i%,N) : D = (Rp 30 000 000 – Rp 3 000 000) x (A/P,2.5%,5) = Rp 27 000 000/tahun x 0.2152 = Rp 5 810 400/tahun 4. Abodemen listrik per tahun = (Rp 34000/kVa/bulan) x 12 bulan/tahun = (Rp 102000/bulan x 12 bulan/tahun) = Rp 1 224 000/tahun Total Biaya Tetap = Rp 270 000/tahun + Rp 150 000/tahun + Rp 5 810 400/tahun + Rp 1 224 000/tahun = Rp 7 454 400/tahun Komponen Biaya Tidak Tetap (BTT) : 1. 2. 3.

Penggunaan listrik

= (3 kW x Rp 495/kWH x 1800 jam/tahun) = Rp 2 673 000/tahun Biomassa = (121 kg/24jam) x Rp 1500/kg x (1800 jam/tahun) = Rp 13 612 500/tahun Tenaga kerja 2 orang dengan upah masing-masing Rp 25000/orang/hari = Rp 9 000 000/tahun

73

Total Biaya Tidak Tetap = Rp 2 673 000/tahun + Rp 13 612 500/tahun + Rp 9 000 000/tahun = Rp 25 285 500/tahun Total Biaya Operasi Pengeringan Tahunan = Biaya Tetap + Biaya Tidak Tetap = Rp 7 454 400/tahun + Rp 25 285 500/tahun = Rp 32 739 900/tahun Biaya Pokok Mesin Pengeringan = Biaya Total Operasi / Kapasitas Kerja Alat Pengering = Rp 32 739 900/tahun / (0.047 ton/jam x 1800 jam/tahun) = Rp 386.996/ton Biaya Pokok Pengeringan (BPP) = Rp 387/kg

74

Lampiran 17. Estimasi biaya pokok pengeringan (BPP) dengan penggunaan listrik PLN No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Parameter diketahui Harga awal unit pengering (P) Jumlah jagung yang dikeringkan per batch Jumlah jagung yang dikeringkan per tahun Lama pengeringan per batch Kapasitas pengeringan Harga listrik kategori industry Abodemen listrik kategori industri (Rp.34000/kVa/bulan) Daya total alat Biaya pemeliharaan dan perbaikan unit pengering (0.5% x harga awal) Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) 1.5% dari investasi Upah tenaga kerja 2 orang @Rp.25000,- per hari Umur ekonomis bangunan ERK-Hibrid Nilai sisa unit pengering ERK-Hibrid (10% x harga awal) Bunga modal Harga biomassa Biomassa yang digunakan Konsumsi biomassa (kgh/jam)

Bulan kerja per tahun Hari kerja per bulan Jam kerja per hari Jam kerja per tahun Total jam kerja per tahun

Nilai Rp 30000000 1000 0 24 1000 Rp 495 Rp 102000 3 Rp 150000 Rp 450000 Rp 50000 5 Rp 3000000 2.5% Rp 1500 121 6.4

Jadwal Kegiatan Pengeringan Selama Satu Tahun Masa Panen Raya 6 25 18 2700

Satuan kg kg jam kg per kWh per bulan kW per tahun per tahun per hari tahun per tahun per kg kg kg/jam

Di Luar Panen Raya 6 20 14 1680 4380

75

Proses Perhitungan Biaya Pokok Pengeringan Jagung dengan ERK-Hibrid: Biaya Operasi (Rp/tahun) = Biaya Tetap (BT) + Biaya Tidak Tetap (BTT) Komponen biaya tetap (Rp/tahun) : Pajak Bumi dan Bangunan, pemeliharaan unit pengering ERK, biaya penyusutan, dan biaya bunga modal Komponen Biaya Tetap (BT) 5. Pajak Bumi dan Bangunan (PBB) 1.5 % dari investasi awal per tahun : PBB (Rp/tahun) = [ 1.5% x Harga unit ERK x (N + 1)] / (2N) PBB (Rp/tahun) = [ 1.5% x 30000000 x 6 ] / 10 PBB = Rp 270 000/tahun 6. Pemeliharaan unit bangunan pengering ERK : = 0.5%/tahun x (Harga unit awal ERK) = 0.5%/tahun x 30 000 000 = Rp 150 000/tahun 7. Biaya penyusutan menggunakan metode Straight Line, D = (P-S)(A/P,i%,N) : D = (Rp 30 000 000 – Rp 3 000 000) x (A/P,2.5%,5) = Rp 27 000 000/tahun x 0.2152 = Rp 5 810 400/tahun 8. Abodemen listrik per tahun = (Rp 34000/kVa/bulan) x 12 bulan/tahun = (Rp 102000/bulan x 12 bulan/tahun) = Rp 1 224 000/tahun Total Biaya Tetap = Rp 270 000/tahun + Rp 150 000/tahun + Rp 5 810 400/tahun + Rp 1 224 000/tahun = Rp 7 454 400/tahun Komponen Biaya Tidak Tetap (BTT) : 4. 5. 6.

Penggunaan listrik

= (3 kW x Rp 495/kWH x 4380 jam/tahun) = Rp 6 504 300/tahun Biomassa = (121 kg/24jam) x Rp 1500/kg x (4380 jam/tahun) = Rp 33 123 750/tahun Tenaga kerja 2 orang dengan upah masing-masing Rp 25000/orang/hari = Rp 13 500 000/tahun

76

Total Biaya Tidak Tetap = Rp 6 504 300/tahun + Rp 33 123 750/tahun + Rp 13 500 000/tahun = Rp 53 128 050/tahun Total Biaya Operasi Pengeringan Tahunan = Biaya Tetap + Biaya Tidak Tetap = Rp 7 454 400/tahun + Rp 53 128 050/tahun = Rp 60 582 450/tahun Biaya Pokok Mesin Pengeringan = Biaya Total Operasi / Kapasitas Kerja Alat Pengering = Rp 60 582 450/tahun / (0.047 ton/jam x 1800 jam/tahun) = Rp 294.289/ton Biaya Pokok Pengeringan (BPP) =Rp294/kg

77

Lampiran 18. Gambar mesin pengering dan proses pengeringan dari awal sampai akhir.

Bangunan ERK-Hibrid tipe bak

Pengangkutan jagung ke dalam bak pengering

Sampel jagung pipilan

Penimbangan Jagung

Pemipilan jagung

Pengeringan jagung dalam bak pengering

Pemindahan jagung setelah kering

78