SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6
PENGARUH TEBAL ISOLASI TERMAL BAHAN GLASS WOOL TERHADAP LAJU PENGERINGAN IKAN PADA ALAT PENGERING IKAN Aneka Firdaus1,Dian Ferdinand2 1
Teknik Mesin Universitas Sriwijaya Jl. Raya Palembang-Prabumulih KM. 32 Ogan Ilir Sumatera Selatan Telp: 0711-580272, Fax: 0711-580272 E-mail :
[email protected] 2
PT. Krakatau Steel Jl. Afrika no.2 kawasan Industri Krakatau Cilegon-Banten 42443 E-mail :
[email protected]
Abstrak Karena proses pengeringan ikan dilakukan masih cara tradisional dan menimbulkan masalah dalam kebersihan atau higienitas ikan maka dibuatlah sebuah alat pengering ikan yang menggunakan bahan bakar alternatif yaitu briket batubara yang diharapkan nantinya dapat membantu bagi para perintis industri rumah tangga dalam mengatasi masalah bahan bakar. Dalam penggunaannya, alat pengering ikan ini terjadi perpindahan panas dari fluida yang temperaturnya lebih tinggi ke fluida yang temperatur lebih rendah juga terjadi perpindahan panas dari atau ke lingkungan. Untuk mengurangi terjadinya perpindahan panas yang terjadi dari atau ke lingkungan maka digunakan isolator. Penelitian ini untuk mengetahui pengaruh dari ketebalan isolator termal menggunakan bahan glasswool terhadap laju pengeringan ikan. Pada saat alat pengering belum dipasang isolator, temperature permukaan dinding alat pengering ikan tersebut adalahsebesar 76ºC, dan pada saat dipasang isolator glass wool temperature permukaan dinding alat pengering ikan menjadi 64,33 ºC. Kata Kunci : Alat Pengering, Glass Wool, Batubara.
Pendahuluan Seiring dengan pesatnya pertumbuhan ekonomi dunia, ditambah dengan pasar bebas yaitu semua produk dapat masuk dari satu negara ke negara lain dan diperjualbelikan dengan bebas, hal ini berdampak besar terhadap perekonomian bangsa Indonesia dimana pasar Indonesia masih banyak dibangun dengan ekonomi kerakyatan. Dampak ini juga dirasakan di Sumatera Selatan khususnya dikota Palembang sehingga ada sebagian dari masyarakat berusaha membangun industri rumah tangga untuk tetap mencukupi kebutuhan hidup, seperti usaha pengeringan dan pengasapan ikan. Karena proses pengeringan yang dilakukan masih dengan cara tradisional dan menimbulkan masalah dalam kebersihan atau higienitas ikan yang dikeringkan maka penulis berupaya membuat sebuah alat pengering ikan yang menggunakan bahan bakar alternatif yaitu briket batubara yang diharapkan nantinya dapat membantu bagi para perintis industri rumah tangga dalam mengatasi masalah bahan bakar. Dalam penggunaannya, alat pengering ikan ini terjadi perpindahan panas dari fluida yang temperaturnya lebih tinggi ke fluida yang temperatur yang lebih rendah juga terjadi perpindahan panas dari atau ke lingkungan.Untuk mengurangi terjadinya perpindahan panas yang terjadi dari atau ke lingkungan maka digunakan isolator.Pada kesempatan ini, Penulis ingin mengetahui pengaruh dari ketebalan isolator termal menggunakan bahan glasswool terhadap laju pengeringan ikan. Hasil yang diharapkan adalah laju pengeringan akan meningkat sampai harga tertentu dan akan berkurang dengan penambahan ketebalan isolator termal. Studi Pustaka Pengeringan adalah proses pemindahan panas dan uap air secara simultan yang memerlukan panas untuk menguapkan air dari permukaan bahan dengan tanpa mengubah sifat kimia dari bahan tersebut. Dasar proses pengeringan adalah terjadinya Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
KE05 - 1
SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6
penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dan bahan yang akan dikeringkan. Laju pemindahan kandungan air dari bahan akan mengakibatkan berkurangnya kadar air dalam bahan tersebut. Pemindahan air ini diakibatkan energi panas yang diserap oleh bahan untuk menguapkan air. Dalam proses pengeringan terdiri dari dua cara yaitu pengeringan alami dan pengeringan buatan. Pengeringan alami adalah proses pengeringan yang memanfaatkan sinar matahari. Pengeringan ini dilakukan dibawah sinar matahari secara langsung. Pengeringan alami mempunyai kelemahan yaitu pengeringan tergantung paada cuaca dan tidak bisa dilakukan setiap saat dan waktu pengeringan yang lama. Adapun pengeringan buatan adalah proses pengeringan dengan menggunakan alat pengering. Pengeringan dengan menggunakan alat pengering mempunyai beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan pengeringan alami yaitu waktu pengeringan tidak bergantung pada keadaan cuaca dan waktu yang digunakan untuk proses pengeringan relatif sedikit. Pada tahun 2011, Robby Usza Perdana (Palembang) membuat alat pengering ikan dengan sistem teknologi yang sederhana. Metodologi Penelitian Dalam penelitian ini menggunakan metode ekperimental yaitu dengan cara mengamati langsung hal – hal yang dilakukan pada alat pengering tersebut dan kemudian dilanjutkan dengan pengambilan data setelah dilakukan percobaan dan kemudian membandingkan dengan data – data yang sudah ada. Peralatan pendukung yang digunakan adalah : Kompor briket, Briket batubara, Termokopel, Timbangan dan Stopwatch. Perakitan Peralatan Untuk melaksanakan penelitian ini, didesain Alat pengering ikan merupakan tempat ikan sale yang akan dikeringkan dari kandungan airnya yang menggunakan bahan bakar briket batubara dengan menggunakan kompor briket batubara yang diletakkan di bawah alat pengering, yang terdapat pintu berfungsi untuk mengalirkan panas yang dihasilkan pembakaran pada kompor bricket. Alat pengering ikan ini mempunyai dimensi panjang 100 cm,lebar 50 cm, dan tinggi 50 cm yang mempunyai lubang yang berdiameter 3 cm dengan jumlah 6 buah yang berfungsi untuk mengalirkan panas yang tersisa dan menguapkan air sebagai akibat terjadinya proses pengeringan yang terjadi di ruang pengering. Pada alat pengering ikan ini terdapat dua rak yang berfungsi sebagai tempat meletakkan produk yaitu ikan sale yang akan dikeringkan. Rak tersebut berbentuk persegi panjang dengan mempunyai rangka yang berukuran panjang 100 cm, lebar 50 cm, dan dilapisi dengan jaring-jaring besi sebagai alasnya. Bahan isolasi Glass Wool akan dipasangkan pada dinding alat pengering.
Tinggi (t)
Panjang (P) Lebar (l)
Gambar 1. Replika peralatan dan Alat Pengering yang dilapisi glasswool
Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
KE05 - 2
SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6
Perhitungan Data Luas permukaan sisi dinding tungku: Luas Permukaan plat ( a) = [(0,8x0,6) – (0,5.3,14. 0,2²)] m² = 0,42 m² Luas Permukaan plat ( b ) = [(0,8x0,6) – (0,5.3,14. 0,1²)] m² = 0,46 m² Luas Permukaan plat ( c ) = [(0,8x0,6) m² = 0,48 m² Luas Permukaan plat ( d ) = [(0,8x0,6) – (0,5.3,14. 0,1²)] m² = 0,46 m² Luas permukaan sisi atas : Luas Permukaan plat sisi atas = [2(0,8x0,1) +2(0,6x0,1)] m² = 0,28 m² Luas seluruh permukaan plat Alat Pengering (A): A = (0,42+0,46+0,48+0,46+0,28) m² = 2,1 m² Tebal plat besi ( L )
= 2,5 mm = 0,0025 m
Konduktivitas termal plat besi ( kplat )
= 43 W/m. °C
Tahanan Termal Plat besi: Rplat
=
L ( °C/W ) kA
=
0,0025m = 0,000028 (0C/W) 2 (43W / m.°C) 2,1m
(
)
Laju perpindahan kalor konduksi pada Tungku adalah : Temperatur pada sisi dalam (TA ) Temperatur pada sisi luar (TB) Tebal plat besi ( L ) Luas Permukaan plat besi( A )
T −T Q = ∞1 ∞ 2 Rtotal
Maka :
Q=
Q
= = = = =
77° C 76° C 2,5 mm = 0,0025 m 2,1 m
T A − TB R plat
W
(77 − 76)°C = 35714 W (0,000028)°C / W
Nilai konduktivitas termal Isolator glass wool:
T1 − T2 (W ) L 76 − 64,33 35714 = k (2,1) 0,012 Q = kA
k=
35714 = 17 W / m0 C 11,67
= 17 W/m. °C
Tahanan Termal isolator Glass Wool : k Kertas koran = 17 W/m. °C L = 12mm Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
KE05 - 3
SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6
A
= 0,012 m = 2,1 m²
RKertas koran
=
=
L kA
( °C/W )
0,012m (17W / m.°C) 2,1m 2
(
)
= 0,00034(ºC/W) Hasil dan Pembahasan Penulis melakukan pengujian ini dalam beberapa hari, yakni jenis isolator glass wool dengan ketebalan berbeda dilakukan tiga kali pengujian, hal ini dilakukan agar data yang diperoleh akan lebih presisi. Tabel 1.Variasi ketebalan Isolasi Termal tebal 1 mm Waktu
Temperatur Dinding Dalam
(menit)
Temperatur Dinding Luar
(gram)
(⁰C)
(⁰C)
Massa
0
28
28
500
30 60 90
52 70 90
40 58 65
390 300 240
120 150
91 83
62 60
200 180
77.33
77
2315.53 kJ/kg
2316.38
T hfg
Data hasil pengujian dapat digambarkan dalam grafik seperti berikut ini
T E M P E R A T U R WAKTU
Gambar 2. Grafik Pengaruh Ketebalan Bahan Isolasi dengan Tebal 1 mm terhadap Temperatur Pengeringan
Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
KE05 - 4
SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6 Tabel 2.Variasi ketebalan Isolasi Termal tebal 2 mm
Waktu
Temperatur Dinding dalam
Temperatur Dinding luar
Massa
(menit)
(⁰C)
(⁰C)
(gram)
0
28
28
500
30
87
54
390
60
105
68
300
90
100
64
240
120
95
60
200
150
84
57
180
83.16
82.83
2300.72
2301.56
T hfg
Data hasil pengujian dapat digambarkan dalam grafik seperti berikut ini T E M P E R A T U R WAKTU
Gambar 3. Grafik Pengaruh Ketebalan Bahan Isolasi denganTebal 2 mm terhadap Temperatur Pengeringan
Tabel 3. Variasi ketebalan Isolasi Termal tebal 3 mm Waktu
Temperatur Dinding dalam
Temperatur Dinding luar
(menit)
(⁰C)
(⁰C)
(gram)
0
27
28
500
30
91
52
390
60
108
62
300
90
103
62
240
120
97
58
200
150
87
56
180
85.5
85.33
2294.72
2295.15
T hfg
Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
Massa
KE05 - 5
SNTMUT - 2014
ISBN: 978-602-70012-0-6
Data hasil pengujian dapat digambarkan dalam grafik seperti berikut ini
T E M P E R A T U R WAKTU
Gambar 4. Grafik Pengaruh Ketebalan Bahan Isolasi denganTebal 3 mm terhadap Temperatur Pengeringan Kesimpulan 1. Nilai konduktivitas termal isolator yang terbuat dari glass wool adalah sebesar 17 (W/m. °C). 2. Nilai tahanan termal isolator yang terbuat dari glass wool adalah sebesar 0,00380(ºC/W). 3. Pada saat alat pengering belum dipasang isolator, temperatur permukaan dinding alat pengering ikan tersebut adalah sebesar 76 ºC, dan pada saat dipasang isolator glass wool temperatur permukaan dinding alat pengering ikan menjadi 64,33 ºC. 4. Dengan dimensi yang sama glass wool dapat meredam panas lebih baik dari pada bahan isolator yang lain. Daftar Pustaka Holman, JP. 1981. Perpindahan Kalor translated by (E. Jasjfi. Jakarta :Erlangga,1991). Incropera, Frank P and De witt, David P. 1985. Fundamental of Heat, Transfer and Mass Transfer 2nd ed. New York : John Wiiley and sons. Taboerk, J and G.F Hewitt, N, Afgan. 1983. Heat Exchanges Theory and Practise. Hemsipher Publishing Corporation McGraw-Hill Book Company Thomas, Ilindon C. Heat Transfer. Practise – Hall International Editions. http://dewey.petra.ac.id/jiunkpe_dg_14129.html. Diunduh tanggal 5 September 2011 http://konduktivitastermal/CE71Insulationmaterialschart.pdf. September 2011
Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti Gd. Hery Hartanto, Teknik Mesin - FTI - Usakti, 20 Februari 2014
diunduh
tanggal
:
5
KE05 - 6
