F / ;.:!,~? / * a
, ,
,J
.,
MODEL SIMULASI PENGERI NGAN GENGKEH Y lPE " GROSS FLOW "
-
Oleh NANlK
SRI
HARTANI
F 23. 0705
1 9 9 1 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN; INSTITUT PERTANIAN BOGOR
B O G O R
,"
\
/
/o(,(/o
Nanik Sri Hartani. Cengkeh
Tipe
F 23.0705.
Model Simulasi
Pengeringan
"Cross-flow". Dibawah bimbingan
Atjeng
M.
..
Syarief.
RINGKASAN
Pengeringan adalah pertanian di
proses penurunan air
dari
hasil
sampai kadar air setimbang dengan keadaan
udara
sekelilingnya atau sampai kadar air dimana
mutu
hasil
pertanian tersebut dapat dipertahankan dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim. Tujuan
penelitian ini adalah membuat
model
simulasi
penge-ringan cengkeh dengan pengering tipe "cross-flow" dan mempelajari dan
pengaruh suhu udara pengering, kadar air
kelembaban
relatif
serta
kelembaban mutlak
awal udara
pengering terhadap performansi pengering tipe "cross-flown. Penelitian ini menggunakan data sekunder yang meliputi data
untuk cengkeh dan alat pengering
Data
yang dimaksud adalah data pengeringan
tipe
ucross-flow". untuk
cengkeh
(hasil penelitian Anwar, 1987) yang dibatasi untuk
cengkeh
yang
telah terfermentasi dengan suhu dan kelembaban
nisbi
udara pengering tertentu dengan kecepatan aliran udara 0.10 meterfdt. yang
Kadar
air keseimbangan diambil
terfermentasi, yaitu
sedangkan
untuk
Me=10.5938
konstanta
K=exp(16.4371-6072.9873fT).
untuk
exp(-0.04981 A T),
penge-ringannya Kemudian
cengkeh
data
untuk
adalah
pengering
tipe "cross-flow" digunakan alat pengering
sama dengan pengering teh yang ada di PT. Gunung Kadar panjang
air
Mas.
dan suhu cengkeh dianalisa untuk
tertentu
yang
digunakan, demikian juga dengan suhu dan kelembaban
nisbi
Model simulasi ini
pengering.
parameter
tersebut parsial
differensial
(0.11 meter)
dengan tipe
dari
setiap
tray
udara
tray
yang
mencari
parameter-
menggunakan
bak yang
pada
persamaan
dasarnya
dengan tipe wcross-flow", yaitu dengan mengganti
sama
t menjadi
dan at menjadiay (At=Ay/V dan G =V P P P~P). Hasil yang diperoleh pada setiap tray (alat pengering ini terdiri dari y
empat tray) ternyata tidak dapat pengeringan kemudian
yang
diharapkan.
menerangkan suatu Oleh
karena
dilanjutkan dengan pengering
itu
tipe
proses analisa
"cross-flow"
untuk satu tray yang panjangnya 22 meter. Metoda cengkeh tetapi
yang terakhir ini menunjukkan bahwa kadar
akan
turun dengan
semakin
keluar
kenaikan untuk
dengan
ini
Untuk suhu udara
(setelah mengeringkan
kelembaban
pengering
Kadar air
setelah melalui tray sepanjang 22 meter
250.70 %bk dengan suhu 57.2Oc. yang
lamanya pengeringan,
sebaliknya suhu cengkeh meningkat.
dihasilkan
semakin nisbi
lamanya adalah
berpengaruh
cengkeh)
sebaliknya. kadar
yang
adalah
pengering
menunjukkan
pengeringan,
terhadap
air
sedangkan
Suhu air
udara
cengkeh,
semakin tinggi suhu udara pengering maka waktu penge-ringan akan lebih singkat.
Dengan suhu udara pengering 6 0 . 0 ~dan ~
kadar
air
setelah
awal 254.14 %bk, kadar air 250.70 %bk dicapai 1 waktu pengeringan 18 - menit, dengan suhu udara 3
pengering 5 5 . 0 ~untuk ~ kadar air awal dan waktu pengeringan yang sama, kadar air yang dicapai adalah 251.51 %bk, dengan suhu udara pengering 50.0°c, kadar air yang dicapai 252.15 kadar
%bk air
dan untuk suhu udara
penqering
yang dihasilkan adalah 252.65
adalah
45.0°c,
%bk.
Demikian
juga dengan kadar air awal yang berpengaruh terhadap air,
semakin
kecepatan
rendah kadar air awal
pengeringan
sebaliknya. Denqan waktu
pengerinqan
akan
yang
semakin
maka
digunakan
kadar maka
meninqkat,- begitu
suhu udara pengering 60.O ' C , selama 1 18- menit, untuk kadar air awal 3
127.53%bk, kadar
air yang dihasilkan adalah
125.71
%bk,
untuk kadar air awal 72.68 %bk, maka kadar air yang dicapai adalah 71.65 %bk sedangkan untuk kadar air awal kadar air yang dihasilkan adalah 19.98 %bk.
20.23 %bk,
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW"
S K R I P S I Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar *
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada jurusan MEKANISASI PERTANIAN, Fakultas ~ e k n o l o g i~ertanian, Institut Pertanian Bogor
Oleh
:
NANIK SRI HARTANI F 23.0705 Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1968 di Rembang
KATA P E N G A N T A R
Puji telah
syukur kami panjatkan kepada Allah swt.
melimpahkan
rahmatnya
sehingga
yang
penulis
dapat
bahwa
dalam
menyusun skripsi ini denqan baik. Kami pembuatan berbagai
sebagai skripsi pihak,
penulis ini
tidak
menyadari terlepas
oleh karenanya
dalam
dari
bantuan
kesempatan
ini
penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Dr.Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE
yang telah membimbing
dan memberi pengarahan dalam penulisan skripsi ini. 2. Ir. Suroso dan Ir. Aris Purwanto, yang telah bersedia
menguji dan memberikan saran dalam penulisan
skripsi
ini. 4. Dr. Ir. Ridwan Thahir,
yanq
telah
banyak
membantu
penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 6. Mas Ari, mbak Nining, mas Heri, Andry, Unan, Suryani,
Ari, Jiji, Dwi, Tyas, Maria dan 17 7. Dan
keluarga
Bayangkara
denqan segala dukungannya. semua pihak yanq tidak dapat kami sebutkan
yanq
telah membantu hingga selesainya tulisan ini. Akhirnya,
penulis
mengharapkan kritik
dan
saran
yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tulisan ini.
Bogor, Agustus 1991
Penulis
DAFTAR IS1
Halaman
................................. iv DAFTAR TABEL .................................... vii DAFTAR LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii DAFTAR SIMBOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix 1 I . PENDAHULUAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I1 . TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 A . BOTANI ...................................... 4 B . PENANGANAN PASCA PANEN ...................... 5 C . PROSES PENGERINGAN.......................... 6 1 . Pengeringan Lapisan Tipis ................ 10 2 . Model Teoritis Pengeringan Lapisan Tipis .................................... 11 3 . Model Semi Teoritis dan Empiris .......... 15 4 . Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan .............................. 17 DAFTAR GAMBAR
D.
MODEL SIMULASI PENGERINGAN LAPISAN TIPIS 1
.
18
Model Pengeringan Lapisan Tebal . . . . . . . . . 18 a . Keseimbangan entalpi udara ........... b . Keseimbangan entalpi biji-bijian .....
19 21
c . Keseimbangan kandungan air . . . . . . . . . . . 22
d . Perubahan kadar air biji-bijian . . . . . . 23 2. E.
Model Simulasi Pengeringan Lapisan Tipis Cengkeh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
PENGERING TIPE "CROSS-FLOW". . . . . . . . . . . . . . . . . 1.
26
Modif ikasi Pengering "Cross-flow" . . . . . . . 26
Halaman
2. I11 .
PENDEKATAN TEORITIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.
IV .
VI .
31
PENURUNAN MODEL PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW" ................................
31
B.
ASUMSI-ASUMSI ...............................
32
C.
PARAMETER YANG DIGUNAKAN ....................
33
METODOLOGI PENELITIAN...........................
35
A.
DATA PENGERINGAN LAPISAN TIPIS .............. 35
.
KARAKTERISTIK ALAT PENGERING................ 36
C.
PEMECAHAN NUMERIK MODEL PENGERING TIPE "CROSS-FLOW". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
D.
PENULISAN DENGAN PROGRAM KOMPUTER ........... 43
B
V.
Pengering Sistem "two stage-drier" ...... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................
52
A.
PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW"...............
52
B.
MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" (MULTI STAGE) .................. 53
C.
ANALISIS MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" SATU TRAY . . . . . . . . . 61
KESIMPULAN DAN SARAN ............................
76
A.
KESIMPULAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
B.
SARAN .......................................
78
LAMPIRAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
DAFTAR PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
DAFTAR G A M B A R
Halaman Gambar
1. Pengeringan produk biologis selama
LPT
&
LPM.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
2. Pengeringan biji-bijian selama LPM
Gambar
3. Volume kontrol.. . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
4. Diagram
Gambar
5. Skema mesin pengering teh "Two Stage Dryer". . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
6. Algoritma model persamaan
Gambar
7. Algoritma model persamaan
Gambar
8. Kadar
Gambar
9. Suhu
tahap .
pengering "Cross-Flow"
3
.......................
differensial parsial tipe "cross-flow" multi stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . differensial parsial tipe wcross-flow" satu tray.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
air cengkeh pada pengering tipe vcross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama ........ udara pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama
........
Gambar
10. Suhu
cengkeh pada pengerlng tipe "cross-floww .multi stage selama 4 315 menit pertama.
.............
Gambar
11. Kelembaban relatif udara pengering
pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gambar
12. Kelembaban mutlak udara
pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama 4 315 menit pertama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gambar
13. Perbandingan kadar air cengkeh hasil simulasi dengan hasil penelitian Choirul. . . . . . . . . . . . . . . . . .
