KARYA AKHIR
PERANCANGAN MODEL ALAT PENGERING KUNYIT
UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN
Disusun Oleh: MARULI TUA SITOMPUL NIM : 005202022
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI P R O G R A M D I P L O M A I V F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunia Nya lah penulis dapat meneyelesaikan karya akhir ini. Karya akhir ini merupakan salah satu syarat bagi setiap mahasiswa untuk menyelesaikan studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri, Fakultas Teknik Program Pendidikan Diploma IV Universitas Sumatera Utara. Adapun isi karya akhir ini adalah tentang pembuatan alat pengering kunyit, yang nantinya dapat nerguna untuk kita semua. Saya menyadari bahwa karya akhir ini masih banyak kekurangan-kekurangan, untuk itu saya minta maaf dan masukan dari para pembaca untuk kelengkapan karya akhir ini. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua saya yang saya sayangi, Ayahanda Bapak P.Sihombing dan Ibunda N.Pardede yang telah banyak berkorban untuk saya hingga saat ini yang tidak akan mungkin dapat saya membalasnya kecuali hanya doa untuk kebaikan mereka, serta untuk kakak-kakakku, kak sarmak, kak Selma dan keluarga serta adikku benget yang membawa keceriaan didalam keluarga. 2. Bapak Ir. Zamanhuri.MT, selaku pembimbing yang telah begitu sabar memberikan petunjuk dan tuntunan dalam penyelesaian karya akhir ini. 3. Bapak Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri, Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
4. Bapak Ir.Mulfi Hazwi, Msc, selaku Koordinator Program Studi D-IV 5. Para dosen dan staf administrasi Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Alwin Fahri Gopa dan M.Dhani Sahputra rekan dalam penyelesaian karya akhir yang telah sama-sama merasakan suka duka sejak awal pembuatan alat hingga selesainya karya akhir ini. 7. Dan juga tak lupa kepada orang yang telah mendukung/membantu penulis yaitu Ester Sianturi yang selalu siap mendampingi penulis dalam tiap detik penyelesaian penulisan Karya Akhir ini. 8. Eko, Edelfin, chairul, syawal, Reja, putra, daniel, serta rekan-rekan mahasiswa angkatan ’02 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan
dan dukungan moril dalam penyelesaian
karya akhir ini. Akhir kata saya sampaikan semoga karya akhir ini bermanfaat bagi kita semua
Medan,
Maret 2008
Maruli Tua Sitompul NIM : 005202022
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... v DAFTAR TABEL ............................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vii DAFTAR NOTASI .......................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1 1.2 Tujuan Penulisan ............................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 3 1.4 Metode Pembahasan ....................................................................... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA...................................................................... 4 2.1 Bahan Pelat Seng ............................................................................ 5 2.2 Bahan Isolasi .................................................................................. 7 2.3 Bahan Bakar ................................................................................... 9 2.4 Alat Perpindahan Kalor .................................................................. 10 2.5 Mekanisme Perpindahan Kalor ...................................................... 11 2.6 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dan Peralatan Pengering ........................................................................................ 15 2.7 Konveksi Bebas pada Pelat Horizontal .......................................... 19 2.8 Nilai Kalor Bahan Bakar ............................................................... 20 BAB III PERANCANGAN UKURAN ALAT PENGERING ........................ 23 3.1 Penentuan Data Awal .................................................................... 24 3.2 Penentuan Kadar Air Kunyit .......................................................... 24
Universitas Sumatera Utara
3.3 Massa Kunyit yang akan dikeringkan ............................................ 24 3.4 Energi yang dibutuhkan untuk mengurangi kadar air .................... 25 3.5 Perhitungan Luas Permukaan Rak ................................................. 27 3.6 Massa Briket (bahan bakar)............................................................ 28 3.7 Perhitungan Luas Permukaan Ruang Bakar ................................... 29 3.8 Saluran Awal .................................................................................. 32 3.9 Saluran Aliran Udara Panas dan Pengarah Kecepatan ................... 34 3.10 Cerobong ...................................................................................... 36 3.11 Dimensi Alat Pengering ............................................................... 37 BAB IV PROSES KERJA MODEL ALAT PENGERING............................. 40 4.1 Proses Kerja Alat ............................................................................ 40 4.2 Teknik Pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data ....................... 42 4.3 Prosedur Pengukuran ...................................................................... 42 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN........................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Komposisi Bahan Bakar Padat ........................................................ 26 Tabel 3.2 Konstanta untuk Permukaan Isotermal ........................................... 27 Tabel 3.3 Laju Perpindahan Panas untuk Kemiringan Pelat yang Berbeda .......................................................................................... 33 Tabel 3.4 Laju Perpindahan Panas untuk Kemiringan Pelat yang Berbeda .......................................................................................... 36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
2.1 Bagian-bagian model alat pengering ....................................................... 4 2.2 Pelat seng .................................................................................................. 5 2.3 Bahan penyekat panas triplek pada sisi kiri dan kanan ............................. 8 2.4 Bahan penyekat panas triplek pada sisi belakang ..................................... 9 2.5 Perpindahan Konveksi .............................................................................. 12 2.6 Konveksi Paksa ......................................................................................... 13 2.7 Gabungan Konveksi, Konduksi dan Radiasi ............................................. 15 3.1 Desain ruang pembakaran ......................................................................... 32 3.2 Desain Saluran awal .................................................................................. 34 3.3 Dimensi Alat Pengering ............................................................................ 37 3.4 Cerobong ................................................................................................... 37 3.5 Ruang Pembakaran.................................................................................... 38 3.6 Rak Pengering ........................................................................................... 38 3.7 Jendela Pengarah ....................................................................................... 39 3.8 Saluran Awal ............................................................................................. 36 4.1 Proses pembakaran .................................................................................... 40
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data Pengukuran pada ruang pengering Lampiran 2 Data Pengukuran pada cerobong Lampiran 3 Data Pengukuran berat kunyit Lampiran 4 Data Kadar air kunyit Lampiran 5 Jumlah bahan bakar yang digunakan Lampiran 6 konstanta persamaan untuk permukaan isotermal Lampiran 7 Grafik korelasi perpindahan kalor konveksi bebas untuk perpindahan Kalor dari plat vertikal panas Lampiran 8 Grafik korelasi perpindahan kalor konveksi bebas untuk perpindahan Kalor dari silinder horizontal Lampiran 9 Thermodynamic Properties of Steam Lampiran 10a Sifat-sifat konduktifitas termal pada logam Lampiran 10b Sifat-sifat konduktifitas termal bukan logam Lampiran 11 Model alat pengering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol Q
Arti
Satuan
Laju perpindahan panas
ud
W
Massa udara pengering yang dialirkan keruang Pengering.
Kg/s
Cp
Panas jenis udara.
J/kg °C
dT
Beda temperatur udara masuk dan keluar alat Pengering.
°C
hfg
Panas laten
J/kg
h
Koefisien perpindahan panas konveksi
W/m2 °C
Re
Angka Reynold
Pr
Angka Prantl
K
konduktivitas termal
W/m °C
ΔT
Beda temperatur (Tw - T∞)
°C
Β
Koefisien ekspansi termal volumetrik
K
L
Panjang karakteristik
m
Angka nusselt v
Viskositas kinematik
m2/s
Universitas Sumatera Utara
Gr
Angka grashof
Koefisien Volume Pemuaian
1/K
Universitas Sumatera Utara
