POGRAM STUDI TEKNIK MESIN

LAPORAN PENELITIAN

PENGARUH DIAMETER PIPA VENTURI TERHADAP TEKANAN PADA MESIN VACUUM FRYING

Oleh

AGUS SUDIBYO, S.Pd., M.T.

UNIVERSITAS GAJAYANA FAKULTAS TEKNIK

POGRAM STUDI TEKNIK MESIN 2010

2

LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN LAPORAN PENELITIAN

1.

Judul Penelitian

: Pengaruh Diameter Pipa Venturi Terhadap Tekanan pada Mesin Vacuum Frying.

2.

Bidang Ilmu

: Teknik Mesin

3.

Ketua Peneliti

:

a.

Nama Lengkap dan Gelar : Agus Sudibyo, S.Pd., MT

b.

Jenis Kelamin

: Laki-Laki

c.

Golongan/Pangkat

: -

d.

Jabatan Fungsional

: -

e.

Fakultas/Program Studi

: Teknik / Teknik Mesin

4.

Jumlah Tim Peneliti

: 1 (satu)

5.

Lokasi/Daerah Penelitian

: Malang

6.

Jangka Waktu Peneliatn

: 2 bulan

7.

Biaya yang dibelanjakan

: Rp. 4.850.000,00; (Empat Juta Delapan Ratus Lima Puluh Ribu Rupiah)

Malang, Nopember 2010 Ketua Peneliti

Agus Sudibyo, S.P.d, M.T.

3

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telaha melimpahkan rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Penelitian ini.. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwasannya Laporan Penelitian ini tidak dapat terselesaikan dengan baik tanpa bantuan yang telah diberikan oleh berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Dr. Rosidi, SE., Ak., selaku Rektor Universitas Gajayana Malang. 2. Dr. Ernani Hadiyati, SE., MS., selaku Ketua Lembaga Pengabdian Masyarakat Universitas Gajayana Malang. 3. Bapak Ir. Erfan Ahmad Dahlan, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Gajayana Gajayana Malang. 4. Para Dosen Fakultas Teknik yang telah ikut berpartisipasi. 5. Istri dan anak tercinta yang dengan tulus, penuh kesabaran dan kasih saying memberikan kesempatan, do’a dan semangat sehingga bias menyelesaikan Laporan Penelitian ini. Semoga Allah SWT membalas dengan rahmat dan Karunia yang tak terhingga kepada semua pihak yang telah banyak membantu dan memberikan dorongan selama ini. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwasannya laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, namun penulis berharap apa yang telah dihasilkan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Malang,

Nopember 2010

Penulis

4

ABSTRAK ANALISA PENGARUH DIAMETER PIPA VENTURI TERHADAP TEKANAN PADA MESIN VACUUM FRYING

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh diameter pipa venturi terhadap tekanan vacuum pada mesin vacuum frying. Sesuai dengan teori yang telah di teliti oleh peneliti pendahulu yaitu antara lain : Penelitian Budianto,2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle maka tekanan hampa dan kecepatan aliran semakin rendah,dan dalam Lukman Ludwimarta,2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle maka waktu yang dibutuhkan semakin pendek untuk mencapai tekanan yang sama, sedangkan penelitian Nuzulul Fadli, 2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle menyebabkan kecepatan air semakin kecil sehingga waktu pengorengan akan menjadi lebih lama. Dari beberapa penelitian terdahulu hanya membahas tentang perubahan sudut nozzle serta pengaruhnya,maka pada kesempatan ini kami meneliti pengaruh diameter pipa venturi. Hal ini kami teliti karena sesuai dengan prinsip kerja mesin vacuum yang menggunakan teori persamaan Bernoullidimana dijelaskan tekanan suatu fluida pada dua titik dipengaruhi oleh kecepatan di masing-masing titik tersebut, sedangkan kecepatan suatu fluida di titik tersebut dipengaruhi oleh luasan penampang dari pipa tempat fluida tersebut mengalir. Oleh karena itu penelitian ini difokuskan pada perubahan diameter venturi dimana variasi diameter yang digunakan adalah 8mm, 8.5mm, 9mm, 9.5mm, 10mm, 10.5mm, 11mm, 11.5mm, 12mm, 12.5mm, serta 13mm. Dari 20 kali pengamatan yang dilakukan terhadap percobaan perubahan diameter venturi mesin vacuum fryingdapat diketahui bahwa pada diameter 8 mm rata-rata tekanan vacuum yang dihasilkan adalah -60,29 CmHg. Semakin dibesarkan diameternya maka tekanan vacuum yang dihasilkan mengalami kenaikan pula hingga puncaknya adalah pada diameter 10,5 mm yang mencapai tekanan vacuum rata-rata yaitu -68,93 CmHg. Setelah melewati diameter 10,5 mm, dan diperbesar lagi diameternya maka tekanan vacuum yang dihasilkan kembali mengalami penurunan. Pada diameter 13 mm dimana diameter tersebut adalah diameter maksimal yang mampu kami teliti rata-rata menghasilkan tekanan vacuum sebesar -61,86 CmHg. Hasil penelitian ini menunjukkan ada pengaruh signifikan terhadap perubahan diameter venturi terhadap tekanan vacuum padamesin vacuum frying. Namun perubahan ini tidak berarti semakin besar diameter venturi maka semakin besar pula tekanan vacuum yang dihasilkan, melainkan terjadi pengerucutan grafik mulai dari diameter kecil menuju besar hingga didapat diameter paling ideal yang dapat menghasilkan tekanan vacuum paling tinggi mendekati nilai ideal tekanan Kata Kunci :Nozzle, Pengaruh diameter venturi untuk mencapai tekanan vacuum.

5

DAFTAR ISI

LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHANi KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI BAB I

BAB II

BAB III

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………. ……………………………………… 1.2 Rumusan Masalah …………………………..………………... 1.3 Batasan Masalah ………………………………..…………….. 1.4 Tujuan Penelitian…………………………..………………….

1 2 2 3

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Hasil Penelitian Terdahulu ………………………….………. 2.2 Teori Tekanan …….………………………............................. 2.3 Jenis – jenis Aliran ………………………………….……….. 2.3.1 Aliran laminar dan turbulen ..……………….………... 2.3.2 Aliran mantap dan aliran tak mantap …………....……. 2.3.3 Aliran fluida ideal dan riil …………………………..… 2.4.Persamaan Kontinuitas. ………………………….…………... 2.5 Persamaan Bernoulli ................................................................ 2.6 Nozle ……..…………………………..………………..……. 2.7 Venturimeter ……………………………………….………...

4 4 6 6 7 7 7 8 11 12

METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian ………….………………………………… 3.2 Bahan Yang Digunakan .……………………………………... 3.3 Alat Yang Digunakan .……………………………………….. 3.4 Tempat Penelitian ……………………..……………………… 3.5 Variabel Penelitian …………………………...………………. 3.6 Hipotesa ………………………………….…………………... 3.7 Kerangka Penelitian …………………………………………... 3.8 Diagram Alir Penelitian ………………………………………. 3.9 Metode Pengumpulan Data …………………………………… 3.9.1 Prosedur pengujian ………………………………………. 3.9.2 Pengamatan pengujian …………………………………… 3.10 Analisa Statistik ……………………………………………….

13 13 13 14 14 15 15 16 16 16 17 17

6

3.10.1 Analisa varian ………………………………………….. 17 3.10.2 Analisa regresi …………………………………………. 20 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian .................................................................. 20 4.2Data Penelitian ........................................................................... 20 4.3 Data Teoritis .............................................................................. 42

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ………………………..………………………….. 46 5.2 Saran ……………………………………..…………………… 46

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

47

7

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Makanan merupakan kebutuhan pokok manusia, dimana tanpa makanan manusia akan mati. Berbagai bahan makanan yang telah disediakan oleh alam ini ada yang dapat dikonsumsi langsung oleh manusia, tetapi ada juga yang memerlukan pengolahan terlebih dahulu agar dapat dikonsumsi. Namun pada waktu dewasa ini, orang sudah mulai mencari cara pengolahan alternatif beberapa bahan makanan karena karena muncul kebosanan terhadap makanan pokok yang sehari-hari selalu dikonsumsi. Misalnya buah apel, sehari-hari orang dapat langsung mengkonsumsi buah tersebut tanpa dimasak terlebih dahulu, namun sekarang orang mulai memproduksi keripik dari buah apel sebagai makanan alternatif. Dari sinilah akhirnya para ilmuwan menyikapi keinginan-keinginan manusia dengan berusaha menciptakan alat-alat pengolahan bahan makanan salah satunya yaitu suatu alat yang dipakai sebagai penggoreng keripik buah sehingga prosesnya menjadi lebih muda dan singkat yang biasa kita kenal dengan namavacuum frying atau alat penggoreng hampa udara. Dalam penggorengan konvensional, metodenya digoreng dengan suhu yang tinggi tanpa adanya tekanan vacuum sehingga tidak mampu digunakan untuk menggoreng dengan baik, karena buah-buahan maupun sayuran pada saat digoreng memerlukan suhu yang rendah, akan tetapi apabila menggunakan suhu rendah dalam penggorengan konvensional, buah tidak akan menjadi keripik dan rusak. Saat ini metode penggorengan dengan metode hampa udara dikenal dengan istilah vacuum frying. Cara ini mempunyai beberapa kelebihan antara lain hasilnya bagus sehingga produk olahannya akan lebih menarik. Banyak sekali faktor yang mempengaruhi kinerja tekanan

8

hampa udara dalam mesin vacuum frying dalam memperoleh hasil yang maksimal, antara lain adalah spesifikasi pompa, debit aliran air, aliran fluida, diameter nosel, diameter venture, jarak nosel dengan venturi, dan lain sebagainya. Dari uraian di atas maka dalam penelitian ini penulis ingin membahas “Pengaruh Diameter Throat Ventury pada Mesin Vacuum Frying Terhadap Tekanan Pada Mesin Vacuum Frying”.

1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan beberapa uraian diatas, maka rumusan permasalahan yang akan kami bahas

adalah : 1.

Bagaimana pengaruh perubahan diameter throat venturi terhadap tekanan pada mesin vacuum frying?

2.

Berapakah diameter throat ventury yang dapat menghasilkan tekanan vacuum – 70 cmHg untuk penggunaan diameter pipa vacuum 5/8”.

1.3

Batasan Masalah Untuk memberi batasan pembahasan permasalahan ini serta agar tidak menimbulkan

perbedaan pemahaman maka perlu adanya batasan masalah antara lain sbagai berikut : 1.

Pada percobaan ini menggunakan beberapa variasi diameter nosel pipa venturi.

2.

Debit aliran adalah tetap sesuai dengan spesifikasi pompa air yang kami gunakan yaitu pompa Interdab XHM/5B dengan debit 600 L / menit.

3.

Menggunakan venturi pompa double jet.

4.

Waktu pelaksanaan percobaan adalah sama pada setiap perubahan diameter venturi.

5.

Pipa vacuum yang digunakan adalah pipa stainless dengan diameter 5/8”.

9

1.4

Tujuan Penelitian Berdasarkan uraian latar belakang dan perumusan masalah yang telah kami buat diatas,

maka tujuan penelitian ini adalah kami berusaha untuk mengetahui pengaruh perubahan diameter throat venturi terhadap tekanan pada mesin vacuum frying sehingga kita bisa mendapatkan diameter throat paling sesuai untuk mencapai tekanan vacuum yang maksimal (-70 cmHg) setelah dilaksanakan berbagai macam percobaan perubahan diameter.

10

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Hasil Penelitian Terdahulu Penelitian Budianto,2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle maka tekanan

hampa dan kecepatan aliran semakin rendah,dan dalam Lukman Ludwimarta,2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle maka waktu yang dibutuhkan semakin pendek untuk mencapai tekanan yang sama.dalam penelitian Iyan Sofyan,2004 bahwa produk kripik buah dipengaruhi oleh interaksi antara ketebalan kripik dan suhu pengorengan, sedangkan penelitian Nuzulul Fadli, 2007 menunjukan bahwa semakin kecil sudut nozzle menyebabkan kecepatan air semakin kecil sehingga waktu pengorengan akan menjadi lebih lama.

2.2

Teori tekanan Tekanan

arah

dan

yang 1984).

fluida

bekerja

sama

keadaan-keadaan

tegak

kekuatan

Tekanan

dipancarkan lurus tekan

dinyatakan dimana

gaya

dengan

pada

kekuatan

suatu

bidang.

Dalam

dalam

suatu

cairan

sama

sebagai

gaya

dibagi

oleh

(F)

terdistribusi

luas (A), maka: F P =––– ........................................................................................(2.1) A

dimana : P = Tekanan ( N/m2 )

sama

merata

ke

semua

bidang

datar

(RanaldV.Giles, luas.

Untuk

diatas

suatu

11

F = Gaya ( N ) A= Luas ( m2 ) Ketika fluida berada dalam keadaan tenang, fluida memberikan gaya yang tegak lurus ke seluruh permukaan kontaknya. Misalnya air yang berada di dalam gelas; setiap bagian air tersebut memberikan gaya dengan arah tegak lurus terhadap dinding gelas. jadi setiap bagian air memberikan gaya tegak lurus terhadap setiap satuan luas dari wadah yang ditempatinya, dalam hal ini gelas. Demikian juga air dalam bak mandi atau Air kolam renang. Ini merupakan salah satu sifat penting dari fluida statis atau fluida yang sedang diam. Gaya per satuan luas ini dikenal dengan istilah tekanan. Hukum III Newton mengatakan bahwa jika ada gaya aksi maka akan ada gaya reaksi yang besarnya sama tetapi berlawanan arah. Ketika fluida memberikan gaya aksi terhadap permukaan, di mana arah gaya tidak tegak lurus, maka permukaan akan memberikan gaya reaksi yang arahnya juga tidak tegak lurus. Hal ini akan menyebabkan fluida mengalir. Tapi kenyataannya fluida tetap diam. Jadi kesimpulannya, pada fluida diam, arah gaya selalu tegak lurus permukaan wadah yang ditempatinya. Perbedaan tekanan pada dua titik, pada ketinggian yang berbeda dalam suatu fluida adalah: p2 - p1= ρg(h2 – h1) ………………………………………………………………(2.2) dimana : ρg = satuan berat cairan (N/m3) h1 dan h2 = perbedaan ketinggian (m) Untuk mengetahui perbedaan tekanan antara dua titik menggunakan manometer diferensial.

12

Gambar 2.1. Manometer Diferensial (Sudarja, 2002) Dari gambar (a) : pA + h1γ1 = pB + h2γ2 + h3γ3 pA - pB = h2γ2 + h3γ3 - h1γ1 .......................................................................... (2.3) Dari gambar (b) : pA + h1γ1 + h3γ3 = pB + h2γ2 pA - pB = h2γ2 - h1γ1 - h3γ3 ........................................................................... (2.4)

2.3

Jenis-jenis Aliran

2.3.1

Aliran laminer dan turbulen Pada aliran laminer partikel fluida bergerak pada lintasan yang halus (smooth) berbentuk

lapisan-lapisan dimana satu lapis fluida bergerak secara smooth diatas lapisan yang lain. Dalam aliran laminer pengaruh viskositas akan meredam kecenderungan adanya turbulensi (Sudarja, 2002). Aliran turbulen merupakan hal yang paling banyak kita jumpai dalam bidang teknik. Pada aliran turbulen partikel fluida bergerak dalam lintasan yang tidak teratur yang menyebabkan terjadinya pertukaran momentum dari satu bagian fluida ke bagian fluida yang

13

lain. Pada aliran turbulen, tegangan geser yang timbul akan relatif lebih besar dari pada aliran laminer, sehingga kerugiannyapun juga lebih besar. Suatu aliran termasuk aliran laminer atau turbulen, tergantung bilangan Reynoldnya. ρvdvd Re= –––– = ––– ……………………………………………………………………(2.5) µ ν dimana : v = kecepatan rata-rata (m/s) d = diameter dalam pipa (m) ν = viskositas kinematik (m2/s) μ = viskositas dinamis (Ns/m2) ρ = kerapatan (kg/m3) Re < 2000 : aliran laminer Re = 2000 s/d4000 : transisi, cenderung berubah menjadi turbulen. Re > 4000 : aliran turbulen penuh 2.3.2

Aliran mantap (steady flow) dan aliran tak mantap (unsteady flow) Aliran mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per satuan waktu adalah

konstan. Aliran tak mantap yaitu apabila jumlah fluida yang mengalir per satuan waktu adalah tidak konstan atau berubah. 2.3.3

Aliran fluida ideal dan riil Fluida ideal adalah fluida tanpa gesekan (frictionless), sehingga proses alirannya tanpa

kerugian (lossfree). Pengasumsian suatu fluida sebagai fluida ideal dimaksudkan untuk membantu menganalisis kondisi aliran. Sedangkan fluida riil adalah fluida dengan gesekan, sehingga alirannya mengalami kerugian.

2.4

Persamaam Kontinuitas Untuk aliran mantap, massa fluida yang melalui semua bagian dalam aliran fluida per

satuan waktu adalah sama. Persamaannya adalah (Ranald V.Giles, 1984) :

14

ρ1A1v1 = ρ2A2v2 ....................................................................................... (2.6) Untuk fluida inkomkompresibel dan bila ρ1 = ρ2 maka persamaan tersebut menjadi : A1v1 = A2v2 atau Q1 = Q2.......................................................................... (2.7) dimana : A1 = luas penampang bagian satu (m2) A2 = luas penampang bagian dua (m2) v1 = kecepatan rata-rata penampang bagian satu (m/s) v2 = kecepatan rata-rata penampang bagian dua (m/s) Q = laju aliran volume (m3/s) ρ = kerapatan (kg/m3)

2.5

Persamaan Bernoulli Persamaan ini merupakan salah satu yang tertua dalam mekanika fluida dan asumsi yang

digunakan dalam menurunkannya sangat banyak, tetapi persamaan tersebut dapat secara efektif untuk menganalisis suatu aliran (Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi, 2004). Persamaan tersebut adalah sebagai berikut: p + ½ρv2+ γz = konstan ……………………………………….…………(2.8) atau pv2 –– + –– + gz =konstan ……………………………………..…………...(2.9) ρ 2 atau pv2 –– + –– + z = konstan ……………………………………….…………..(2.10) γ 2g

15

dimana : v = kecepatan rata-rata (m/s) p = tekanan (N/m2) ρ = kerapatan (kg/m3) z = ketinggian (m) γ = berat jenis (N/m3) g = percepatan gravitasi bumi (m/s2) Persamaan Bernoulli untuk dua titik : p1+ ½ρv12+ γz1= p2+ ½ρv22+ γz2……………………………................. (2.11) atau P1 v12P2 v22 –– +–– + z1 = –– + –– + z2 ………………………….……………………..(2.12) γ 2g γ 2g dimana : v1= kecepatan rata-rata di titik satu (m/s) v2= kecepatan rata-rata di titik dua (m/s) p1 = tekanan di titik satu (N/m2) p2 = tekanan di titik dua (N/m2) ρ= kerapatan (kg/m3) γ = berat jenis (N/m3) z1 = elevasi di titik satu (m) z2= elevasi di titik dua (m) Untuk menggunakan persamaan Bernoulli, kita harus mengingat asumsi-asumsi (1) fluidanya ideal, (2) alirannya mantap/steady flow, (3) alirannya tak mampu mampat. Persamaan Bernoulli dapat diterapkan hanya sepanjang sebuah garis-arus. Bila alirannya horisontal (z1 = z2), maka persamaan Bernoulli menjadi : 2 (2.13) P + ½ ρv12 = P + ½ ρv2..................................................................................

dimana : v1 = kecepatan rata-rata di titik satu (m/s)

16

v2 = kecepatan rata-rata di titik dua (m/s) p1 = tekanan di titik satu (N/m2) p2 = tekanan di titik dua (N/m2) ρ= kerapatan (kg/m3) Efek ketidakhorisontalan aliran dapat disatukan dengan mudah dengan menyertakan perubahan ketinggian (z1–z2) kedalam persamaan. Kombinasi dari persamaan kontinuitas (2.7) dengan persamaan Bernoulli (2.9) menghasilkan persamaan laju aliran teoritis:

√

2 ( p 1 – p2 )

Q = A2 ………………….……………………………..(2.14) ρ( 1 -

A2 A1

2

)

dimana : Q A1 A2 ρ

= laju aliran (m3/s) = luas penampang bagian satu (m2) = luas penampang bagian dua (m2) = kerapatan (kg/m3)

p1-p2 = Δp = perbedaan tekanan Catatan: A2< A1

(∆P=

ρ v22 -v12 2g

)

Hasil dari laju aliran teoritis ini akan lebih besar daripada laju aliran yang terukur sebenarnya, ini karena berbagai perbedaan antara “dunia nyata” dengan asumsi-asumsi yang digunakan dalam penurunan/penggunaan persamaan Bernoulli. Perbedaan ini dapat mencapai 1 – 40 % (Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi, 2004).

17

2.6

Nozzle Nozzle berfungsi merubah energi fluida yang mengalir menjadi energikinetik. Pada

proses perubahan tersebut juga akan terjadi perubahan tekanan sintetis dan pada bagian dimana terdapat kecepatan yang sangat besar akan terjadi hisapan. Pengisapan uap air atau udara dilakukan dengan menyemprotkan fluida penggerak berkecepatan tinggi (jet) dalam ruang penghisap. Sedangkan kompresi campuran uap penggerak dan uap air atau udara dilakukan dengan cara melewatkan campuran tersebut pada sebuah venturi.

Gambar 2.2 Tabung venturi Luas penampang nosel dalam (A1) dan luas penampang luar nosel (A2) yaitu dalam perhitungan sebagai berikut : π A1 = –– d12 ………………………………………………………………….(2.15) 4 π A2 = –– d22 ………………………………………………………………….(2.16) 4 Dimana : d1 = Diameter besar nosel d2 = Diameter kecil nosel Kecepatan aliran nozzle dalam (V1) dan kecepatan aliran luar nozzle (V2) yaitu dalam perhitungan sebagai berikut :

18

Q v1 = –– m/dt……………………………………………………………... (2.17) A1 Q v2 = –– m/dt……………………………………………………………... (2.18) A2 dimana : Q = debit alir v1 = kecepatan aliran di dalam nozzle ( m/s ) v2 = kecepatan aliran di luar nozzle ( m/s )

2.7

Venturimeter Venturimeter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur laju aliran dalam pipa.

Alat ini terdiri dari : (1) bagian hulu, yang berukuran sama dengan pipa. Pada bagian ini dipasang manometer diferensial. (2) bagian kerucut konvergen. (3) bagian leher yang berbentuk silinder dengan ukuran diameter lebih kecil dari diameter hulu. Pada bagian ini juga dipasang manometer diferensial. (4) bagian kerucut divergen yang secara berangsur-angsur berukuran sama dengan bagian hulu atau sama dengan pipa (Sudarja, 2002).

Keterangan gambar : D1 = diameter hulu venturi D2= diameter throat (leher venturi) l1= panjang hulu venturi l2= panjang bagian konvergen l3= panjang throat (leher venturi) l4 = panjang bagian divergen

Gambar 2.3. Venturimeter

19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1

Metode Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan cara penelitian eksperimental sebenarnya dengan model

rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap satu arah dengan satu control perlakuan. Dalam penelitian ini melibatkan satu variabelbebas berupa perubahan diameter venturi dan satu variable terikat yaitu tekanan vacuum yang dihasilkan dan diukur dengan manometer, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh diameter ventury terhadap tekanan pada mesin vacuum frying. Untuk waktu pengujian tiap perubahan venturi adalah sama.

3.2

Bahan yang digunakan Pada penelitian ini menggunakan pipa ventury dengan sudut standart600dan diameter

standard ventury 8 mm yang divariasikan mejadi beberapa diameter percobaan antara lain ; 8,5 mm, 9 mm, 9,5 mm, 10 mm, 10,5 mm, 11 mm, 11,5 mm, 12 mm, 12,5 mm, 13 mm.

3.3

Alat yang digunakan Peralatan yang digunakan pada waktu penelitian yaitu :

a.

Mesin vacuum frying Alat penggorengan ini merupakan alat yang akan diuji bagaimana pengaruh perubahan

diameter venturi terhadap tekanan dengan variabel waktu pengujian tetap. Adapun gambar alat yang digunakan adalah :

20 4 3

Keterangan :

5

2

1. Pompa water jet 2. Bak penampungan air 3. Tabung penggorengan 4. Manometer 5. Venturi

1 Gambar 3.1Vacuum Frying

b.

Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu yang diperlukan selama proses penggorengan

berlangsung. c.

Manometer vacuum Digunakan untuk mengukur tekanan vacuum pada tabung.

d.

Protactor Digunakan untuk mengukur diameter venturi.

3.4

Tempat Penelitian Lokasi penelitian dilaksanakan di Workshop Delta Indo Machine, Jl. Kanjuruhan Asri

No. 31 Malang.

3.5

VariabelPenelitian Ada dua variabel yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu :

a.

Variabelbebas, yaitu perubahan diameter venturi yang divariasikan

21

b.

Variabel terikat, yaitu tekanan vacuum yang dihasilkan pada setiap perubahan diameter

venturi.

3.6

Hipotesa Terjadinya perubahan diameter venturi pada mesin vacuum frying akan mempengaruhi

pencapaian tekanan vacuum pada mesin penggorengan hampa udara sehingga kualitas keripik hasil penggorengan alat ini lebih maksimal.

3.7

Kerangka penelitian Mulai Persiapan alat ukur dan spesimen

Pengujian variasi diameter ventury 8 mm, 8,5 mm, 9 mm, 9,5 mm, 10 mm, 10,5 mm, 11 mm, 11,5 mm, 12 mm, 12,5 mm, 13 mm

Data Tekanan

Hubungan perubahan diameter ventury terhadap pencapaian tekanan vacuum

Menganalisa data hasil percobaan dengan analisa variasi

Menyimpulkan hasil analisa sebagai hasil dari percobaan

Selesai

Gambar 3.2 Kerangka Penelitian

22

3.8

Diagram alir penelitian Persiapan Penelitian

P Persiapan alat dan benda uji

Diameter ventury dengan varisi ; 8 mm, 8,5 mm , 9 mm, 9,5 mm, 10 mm, 10,5 mm, 11 mm, 11,5 mm, 12 mm, 12,5 mm, 13 mm

PengukuranTekanan dengan menggunakan manometer vacuum

Data Hasil Pengujian Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan

Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian

3.9

Metode Pengumpulan Data Penelitian ini dilakukan dengan beberapa variasi diameter ventury yang digunakan pada

mesin vacuum frying yang sama. Pengujian dilakukan untuk masing-masing diameter ventury yang datanya dicatat sebagai data hasil pengujian. 3.9.1

Prosedur Pengujian Prosedur pengujian diameter ventury sebagai berikut :

23

a.

Persiapan alat dan bahan.

b.

Pengisian air pada bak penempung air

c.

Pemasangan pipa ventury pada pompa dengan beberapa perubahan diameter

d.

Penyalaan aliran listrik.

e.

Pengamatan proses tekanan yang dihasilkan berdasar variasi diameter pipa venturi.

f.

Pencatatan data pengujian.

g.

Pengulangan langkah berdasar jumlah diameter pipa ventury yang dirubah.

3.9.2Pengamatan Pengujian Setelah mekanisme kerja alat telah sesuai dengan yang diharapkan, maka hal-hal yang diamati saat pengujian adalah tekanan vacuum dengan menggunakan manometer vacuum.

3.10 Analisa Statistik 3.10.1 Analisa Varian Dari analisa varian satu arah ini akan diketahui ada tidaknya pengaruh diameterventury yang panjangnya 8 mm, 8.5 mm, 9 mm, 9.5 mm, 10 mm, 10.5 mm, 11 mm, 11.5 mm, 12 mm, 12.5 mm, 13 mm terhadap perubahan tekanan pada mesin vacuum frying. Tekanan rata-rata dari diameter ventury yang divariasi dianggap µ 1,µ 2,µ 3,µ 4,µ 5, sedang tekanan rata-rata yang standart digunakan sekarang ini dianggap µ 0 sebagai control, maka hipotesa penelitian ini bisa ditulis : H0 ; µ 0 = µ 1 = µ 2= µ 3 = µ 4 = µ 5 (tidak ada perbedaan) H0 ; µ 0 ≠ µ1 ≠ µ2 ≠ µ3 ≠ µ4 ≠ µ5 (ada perbedaan) Semua kondisi perlakuan dianggap sama, sehingga perhitungan analisa variannya dengan k perlakuan +1 kontrol.

24

Pengamatan ditabelkan sebagai berikut : Variasi Diameter Ventury Waktu

I

II

III

IV

V

J

Y11 Y21 Y31 Y41 Y51 Yn1

Y12 Y22 Y32 Y42 Y52 Yn2

Y13 Y23 Y33 Y43 Y53 Yn3

Y14 Y24 Y34 Y44 Y54 Yn4

Y15 Y25 Y35 Y45 Y55 Yn5

Y1J Y2J Y3J Y4J Y5J YnJ

Jumlah

∑Y11

∑Y12

∑Y13

∑Y14

∑Y15

∑Y1J

Nilai ratarata

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

YJ

Pengamatan

Berdasarkan data-data yang ditabelkan dapat dihitung : Nilai rata-rata sampel dari perlakuan I Yi =

1 ₁

₁ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (3.1)

Rata-rata berdasarkan pengamatan seluruh sampel : Y=

1

=

1

niYi … … … … … … … … … … … … … … … … (3.2)

Dengan n=

… … … … … … … … … … … … … . … … … … … … … … … … … … (3.3)

Jumlah kuadran galat dalam populasi JKG = ∑ (Yn – Yi)2 …………………………………………………(3.4) Harga jumlah kuadran perlakuan antara populasi

25

(Yn – Y)2 … … … … … … … … . … … … … … … … … … … … … (3.5)

JKP =

=

Harga

(

(

)

)

… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (3.6)

Untuk uji analisis varian kita buat table analisis varian satu arah sebagai berikut : Sumber Varian Perlakuan Galat

db

JK =

k-1

=

n-k

Total

=

n-1

KT

−

−

−

=

=

−1

=

−

Kemudian dihitung nilai kritis = Dimana :

−

(2 / )

… … … … … … … … … … … … … … … … … … (3.7)

= Nilai rata-rata dari perlakuan ke I = Nilai rata-rata kontrol = Kuadran tengah galat = Jumlah pengamatan tiap kelompok

Pengujian adanya pengaruh perubahan diameter ventury adalah dengan cara

membandingkan 1.

Jika |

dangan |>

berarti

, maka : ditolak, ini menyatakan bahwa ada perbedaan yang

berarti antara perlakuan ke I dengan control rata-rata. 2.

Jika |

|<

berarti

diterima, ini menyatakan bahwa tidak ada perbedaan

yang berarti antara perlakuan ke I dengan control rata-rata.

26

Untuk membandingkan ukuran variasi pada masing-masing perlakuan menggunakan koefisien variasi (KV) yang dinyatakan dalam persen, yang dinyatakan secara matematika sebagai :

=

−

100% … … … … … … … … … … … … … … … . . (3.8)

3.10.2 Analisa Regresi Analisa regresi merupakan teknik statistik yang berguna untuk meramalkan/menafsirkan hubungan antara variable bebas dengan variable terikat dari data yang ada.

27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data hasil penelitian Data hasil penelitian dipaparkan berdasarkan variabel bebasnya berupa diameter ventury dan variabel terikatnya berupa perubahan tekanan. 4.2 Data penelitian Dalam hasil pengukuran tekanan dari perubahan diameter venturydiperoleh data dengan table sebagai berikut : Tabel 4.1 Tekanan vacuum yang dicapai variasi diameter ventury 8mm, 8,5mm, 9mm, 9,5mm, 10mm, 10,5mm, 11mm, 11,5mm, 12mm, 12,5mm, 13mm dengan jumlah pengamatan 20 kali.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

tekanan

pengamatan

-60.2 -60.9 -61.4 -60.1 -61 -61.05 -60.8 -60.3 -60.2 -60.7 -58.9 -59.8 -59 -60.1 -60.2 -59.7 -60.3 -60.1 -60.7 -60.3

-62 -61.3 -62.7 -61.2 -62.6 -62.1 -61.09 -62.1 -62.05 -61.3 -61.2 -62.6 -60.1 -61.2 -61 -60.1 -61 -62.2 -61.1 -61.9

-63.5 -63.4 -62.2 -62.3 -63.1 -64.8 -62.7 -63.1 -63 -62.1 -62.5 -63.2 -62.7 -62.2 -62.3 -62.5 -62.1 -63.2 -62.4 -62.2

-64.8 -63.5 -63.3 -64.1 -64.6 -65.9 -63.2 -64.8 -65.5 -65.1 -63.3 -65.2 -63.4 -64.3 -64.6 -63.1 -62.6 -65.1 -64.6 -63.5

-66.5 -65.3 -65.4 -65.2 -66.7 -67.4 -65.8 -65.1 -66.2 -67.7 -65.2 -67.5 -65.2 -65.1 -66.1 -65.2 -64.3 -67.1 -65.4 -65.5

-68.1 -69.6 -69.3 -68.2 -69.7 -69.8 -68.3 -68.8 -68.05 -69.4 -68.9 -69.7 -68.8 -68.5 -68.6 -68.9 -68.6 -69.9 -68.2 -69.3

-67.3 -68.2 -66.5 -67.1 -67.3 -68.9 -66.5 -67.3 -67.6 -68.4 -67.7 -68.1 -66.1 -67 -67.5 -67.6 -67.1 -67.3 -67.2 -67.4

-67.2 -67.3 -65.7 -65.5 -66 -66 -65.4 -65.3 -65.7 -66.2 -65.8 -66.1 -65.7 -66.1 -66.3 -65.5 -66.6 -65.6 -66.4 -66

-66.1 -66.3 -64.7 -65.6 -65.9 -65.2 -64.3 -65.6 -64.1 -65.7 -64.9 -65.4 -64.2 -65.6 -65.1 -64.8 -64.5 -63.2 -63.1 -65.6

-65.6 -64.3 -63.2 -63.5 -64.7 -63.1 -63.4 -63.5 -63.2 -63.6 -63.5 -64.6 -63.8 -63.4 -63.2 -62.6 -62.5 -61.1 -62.5 -63.4

-63.2 -63 -62.7 -62 -63.9 -62.6 -62.1 -61.5 -62 -62.4 -61.6 -63.3 -61.2 -61.5 -60.2 -60.5 -60.8 -61.1 -61.3 -60.2

Sumber : Hasil Data Penelitian

28

Tabel 4.2Percobaan 1 tekanan vacuum yang dicapai dengan variasi diameter ventury 8mm, 8,5mm, 9mm, 9,5mm, 10mm, 10,5mm, 11mm, 11,5mm, 12mm, 12,5mm, 13mm

pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

1

tekanan

-60.2

-62

-63.5

-64.8

-66.5

-68.1

-67.3

-67.2

-66.1

-65.6

-63.2


Dari Tabel 4.2 diperoleh hasil percobaan 1 pengukuran perubahan diameter venturiterhadap tekanan adalah sebagai berikut :

-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)

Percobaan 1 diameter terhadap tekanan -60 -62 -64 -66 -68

-60.2 -62 -63.2

-63.5 -64.8 -66.1

-66.5 -68.1

-65.6

-67.3 -67.2

-70 Diameter Venturi (mm)

Gambar 4.1Grafik hubungan antara variasi perubahan diameter venturiterhadap tekanan (percobaan 1)

29


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

2

Tekanan

-60.9

-61.3

-63.4

-63.5

-65.3

-69.6

-68.2

-67.3

-66.3

-64.3

-63



-56 -58 Tekanan (CmHg)

-60 -62 -64 -66

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

12

12.5

13

Percobaan 2 diameter terhadap tekanan -60.9 -61.3 -63

-63.4 -63.5

-64.3

-65.3

-68 -70

11.5

-68.2

-67.3

-66.3

-69.6



30


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

3

tekanan

-61.4

-62.7

-62.2

-63.3

-65.4

-69.3

-66.5

-65.7

-64.7

-63.2

-62.7



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)

Percobaan 3 diameter terhadap tekanan -60 -62 -64 -66

-61.4 -62.7

-62.2 -63.2

-63.3

-62.7

-64.7

-65.4 -66.5

-65.7

-68 -70

-69.3 Diameter Venturi (mm)


31


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

4

tekanan

-60.1

-61.2

-62.3

-64.1

-65.2

-68.2

-67.1

-65.5

-65.6

-63.5

-62



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.2 -62 -63.2

-63.5 -64.8 -66.1

-66.5 -68.1

-65.6

-67.3 -67.2



32


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

5

tekanan

-61

-62.6

-63.1

-64.6

-66.7

-69.7

-67.3

-66

-65.9

-64.7

-63.9




-60 -62 -64 -66

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

12

12.5

13

Percobaan 5 diameter terhadap tekanan -61 -62.6

-63.1

-63.9 -64.7

-64.6 -66

-66.7

-65.9

-67.3

-68 -70

11.5

-69.7



33


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

6

tekanan

-61.05

-62.1

-64.8

-65.9

-67.4

-69.8

-68.9

-66

-65.2

-63.1

-62.6




-60 -62 -64 -66 -68 -70

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 6 diameter terhadap tekanan -61.05

-62.1

-62.6 -63.1 -64.8

-65.9

-66

-65.2

-67.4 -69.8

-68.9



34


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

7

tekanan

-60.8

-61.09

-62.7

-63.2

-65.8

-68.3

-66.5

-65.4

-64.3

-63.4

-62.1



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.8 -61.09 -62.7

-62.1 -63.2 -64.3

-63.4

-65.4

-65.8

-66.5 -68.3



35


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

8

tekanan

-60.3

-62.1

-63.1

-64.8

-65.1

-68.8

-67.3

-65.3

-65.6

-63.5

-61.5



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.3 -62.1

-61.5 -63.1

-63.5 -64.8 -65.1

-65.3 -65.6 -67.3 -68.8



36


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

9

tekanan

-60.2

-62.05

-63

-65.5

-66.2

-68.05

-67.6

-65.7

-64.1

-63.2

-62



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.2 -62.05

-62

-63 -64.1 -65.5

-63.2

-65.7

-66.2 -68.05

-67.6



37


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

10

tekanan

-60.7

-61.3

-62.1

-65.1

-67.7

-69.4

-68.4

-66.2

-65.7

-63.6

-62.4




-60 -62 -64 -66 -68 -70

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 10 diameter terhadap tekanan -60.7

-61.3

-62.1

-62.4 -63.6 -65.1

-66.2 -67.7 -69.4

-65.7

-68.4



38

Tabel 4.12Percobaan 11 tekanan vacuum yang dicapai dengan variasi diameter ventury 8mm, 8,5mm, 9mm, 9,5mm, 10mm, 10,5mm, 11mm, 11,5mm, 12mm, 12,5mm, 13mm.

pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

11

tekanan

-58.9

-61.2

-62.5

-63.3

-65.2

-68.9

-67.7

-65.8

-64.9

-63.5

-61.6



-52 -54

8

8.5

Tekanan (CmHg)

-60 -62 -64 -66 -68 -70

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 11 diameter terhadap tekanan

-56 -58

9

-58.9 -61.2

-62.5

-61.6 -63.3

-63.5 -65.2

-65.8 -68.9

-64.9

-67.7

Diameter Venturi (mm)


39


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

12

tekanan

-59.8

-62.6

-63.2

-65.2

-67.5

-69.7

-68.1

-66.1

-65.4

-64.6

-63.3



-54 -56

8

8.5

Tekanan (CmHg)

-62 -64 -66 -68 -70

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13


-58 -60

9

-59.8 -62.6

-63.2 -65.2

-66.1 -67.5

-65.4

-63.3 -64.6

-68.1 -69.7



40


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

13

tekanan

-59

-60.1

-62.7

-63.4

-65.2

-68.8

-66.1

-65.7

-64.2

-63.8

-61.2




-58 -60 -62 -64 -66 -68 -70

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 13 diameter terhadap tekanan -59

-60.1

-61.2 -62.7

-63.4

-64.2 -63.8

-65.2

-66.1 -65.7 -68.8

Diameter Venturi (mm)


41


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

14

tekanan

-60.1

-61.2

-62.2

-64.3

-65.1

-68.5

-67

-66.1

-65.6

-63.4

-61.5



-54 -56

8

8.5

Tekanan (CmHg)

-62 -64 -66 -68

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13


-58 -60

9

-60.1

-61.2

-61.5

-62.2 -64.3

-63.4 -65.1 -67

-66.1

-65.6

-68.5



42


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

15

tekanan

-60.2

-61

-62.3

-64.6

-66.1

-68.6

-67.5

-66.3

-65.1

-63.2

-60.2



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.2

-60.2

-61 -62.3

-63.2 -64.6

-65.1

-66.1

-66.3 -67.5 -68.6



43


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

16

tekanan

-59.7

-60.1

-62.5

-63.1

-65.2

-68.9

-67.6

-65.5

-64.8

-62.6

-60.5




-58 -60 -62 -64 -66 -68 -70

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 16 diameter terhadap tekanan -59.7 -60.1

-60.5 -62.5

-62.6

-63.1 -65.2

-65.5

-64.8

-67.6 -68.9 Diameter Venturi (mm)


44


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

17

tekanan

-60.3

-61

-62.1

-62.6

-64.3

-68.6

-67.1

-66.6

-64.5

-62.5

-60.8



-56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)

Percobaan 17 diameter terhadap tekanan -60 -62 -64

-60.3

-60.8

-61 -62.1

-62.5

-62.6 -64.3

-64.5

-66 -68

-67.1

-66.6

-68.6



45


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

18

tekanan

-60.1

-62.2

-63.2

-65.1

-67.1

-69.9

-67.3

-65.6

-63.2

-61.1

-61.1



-54 -56

8

8.5

9

Tekanan (CmHg)

-58 -60 -62 -64 -66 -68 -70

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Percobaan 18 diameter terhadap tekanan -60.1 -62.2

-61.1-61.1 -63.2

-63.2 -65.1

-65.6 -67.1

-67.3 -69.9



46


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

19

tekanan

-60.7

-61.1

-62.4

-64.6

-65.4

-68.2

-67.2

-66.4

-63.1

-62.5

-61.3


Dari Tabel 4.20 diperoleh hasil percobaan 19 pengukuran perubahan diameter venturiterhadap tekanan adalah sebagai berikut : -56 -58

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan (CmHg)


-60.7 -61.1 -62.4

-63.1 -64.6

-65.4 -68.2

-67.2

-61.3 -62.5

-66.4



47


pengamatan

diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

20

tekanan

-60.3

-61.9

-62.2

-63.5

-65.5

-69.3

-67.4

-66

-65.6

-63.4

-60.2



-54 -56

8

8.5

Tekanan (CmHg)

-62 -64 -66

9.5

10

10.5

11

12

12.5

13

-60.2

-60.3 -61.9 -62.2

-63.4

-63.5 -65.5

-66

-65.6

-67.4

-68 -70

11.5


-58 -60

9

-69.3 Diameter Venturi (mm)


48

Dari Gambar 4.1 sampai dengan gambar 4.20 dapat diketahui bahwa dengan dirubahnya diameterventuri menjadi lebih besar maka terjadi perubahan tekanan yang makin besar. Pada setiap grafik percobaan terjadi pola kenaikan serta penurunan grafik yang hampir sama. Hal ini disebabkan adanya pengaruh perubahan luas penampang venturi, menurut persamaan bernoulli dikatakan bahwa dimana makin luas sebuah penampang venturi makin besar tekanannya.Akan tetapi tekanan dengan diameter di atas 10,5 kembali terjadi penurunan. Tabel 4.22Tekanan vacuumrata–rata yang dicapai dengan variasi diameter ventury 8mm, 8,5mm, 9mm, 9,5mm, 10mm, 10,5mm, 11mm, 11,5mm, 12mm, 12,5mm, 13mm dengan jumlah pengamatan 20 kali. Diameter

8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Tekanan Rata-rata

-60.29

-61.54

-62.78

-64.23

-65.90

-68.93

-67.41

-66.02

-65.00

-63.44

-61.86

Sumber : Hasil Data Penelitian -54.00

Tekanan vacuum rata2 ( CmHg)

-56.00

8

-62.00 -64.00 -66.00 -68.00 -70.00

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

Hubungan variasi diameter venturi terhadap pencapaian tekanan rata-rata

-58.00 -60.00

8.5

-60.29 -61.54

-61.86

-62.78

-63.44

-64.23 -65.90

-66.02

-65.00

-67.41 -68.93 Diameter Venturi ( mm)

Gambar 4.21Grafik hubungan antara variasi perubahan diameter venturiterhadap tekanan ratarata.

49

Dari gambar grafik 4.1 sampai dengan 4.20, serta grafik rata-rata pada gambar 4.21 dapat kita lihat bahwa dari 20 kali percobaan yang dilaksanakan, semua perubahan atau variasi diameter venturi yang dilakukan memiliki pola perubahan yang sama. Pada awal memakai diameter 8 mm pencapaian tekanan pada mesin vacuum adalah rata-rata mencapai -60,29 CmHg. Semakin diperbesar diameter venturimaka tekanan vacuum yang dihasilkan akan semakin besar pula. Namun hal ini tidak berlaku setelah dilaksanakan pengujian menggunakan diameter venturi11 mm. Hal ini dikarenakan diameter maksimum yang mampu memberikan kecepatan aliran fluida paling besar ada pada diameter 10,5 mm, sedangkan setelah 11 mm atau lebih besar maka terjadi loss free sehinggasetelah menggunakan diameter 11 mm hingga 13 mm, tekanan vacuum yang dihasilkan kembali menurun. Jadi tekanan optimal rata-rata dari 20 kali percobaan yang telah dilaksanakan dicapai pada saat merubah diameter venturi menjadi 10,5 mm dengan pencapaian tekanan vacuum yaitu rata-rata -68,93 CmHg.

4.3 Data Teoritis Berdasarkan Kombinasi dari persamaan kontinuitas (2.7) dengan persamaan Bernoulli (2.9) menghasilkan persamaan laju aliran teoritis:

Q = A2

√

2 ( p 1 – p2 )

ρ( 1 -

Dimana :∆P= Q

ρ v22 -v12 2g

= laju aliran (m3/s)

A2 A1

2

)

50

A1 A2 ρ p1-p2

= luas penampang bagian satu (m2) = luas penampang bagian dua (m2) = kerapatan (kg/m3) = Δp = perbedaan tekanan

Maka dari persamaan-persamaan diatas didapatkan hasil perhitungan sebagai berikut : Tabel 4.23Tekanan vacuum yang dicapai dengan variasi diameter ventury 8mm, 8,5mm, 9mm, 9,5mm, 10mm, 10,5mm, 11mm, 11,5mm, 12mm, 12,5mm, 13mm secara teoritis. V2/3 d2

d3

A2

A3

V1

V2

V3

ρ air

ρ udara

Tekanan Vacuum ΔP air

ΔP udara

0.008

0.02308

5.02E-05

0.000418

18.84

199.04

23.91

1000

1.293

-83570

-2590

-80980

-0.8098

bar

-61.54

CmHg

0.0085

0.02308

5.67E-05

0.000418

18.84

176.32

23.91

1000

1.293

-83947

-2017

-81930

-0.8193

bar

-62.27

CmHg

0.009

0.02308

6.36E-05

0.000418

18.84

157.27

23.91

1000

1.293

-85126

-1856

-83270

-0.8327

bar

-63.29

CmHg

0.0095

0.02308

7.08E-05

0.000418

18.84

141.15

23.91

1000

1.293

-86912

-1782

-85130

-0.8513

bar

-64.70

CmHg

0.01

0.02308

7.85E-05

0.000418

18.84

127.39

23.91

1000

1.293

-87963

-1633

-86330

-0.8633

bar

-65.61

CmHg

0.0105

0.02308

8.65E-05

0.000418

18.84

115.55

23.91

1000

1.293

-92257

-1497

-90760

-0.9076

bar

-68.98

CmHg

0.011

0.02308

9.5E-05

0.000418

18.84

105.28

23.91

1000

1.293

-88700

-1590

-87110

-0.8711

bar

-66.20

CmHg

0.0115

0.02308

0.000104

0.000418

18.84

96.32

23.91

1000

1.293

-86044

-1754

-84290

-0.8429

bar

-64.06

CmHg

0.012

0.02308

0.000113

0.000418

18.84

88.46

23.91

1000

1.293

-84300

-1890

-82410

-0.8241

bar

-62.63

CmHg

0.0125

0.02308

0.000123

0.000418

18.84

81.53

23.91

1000

1.293

-83385

-2115

-81270

-0.8127

bar

-61.77

CmHg

0.013

0.02308

0.000133

0.000418

18.84

75.38

23.91

1000

1.293

-81919

-2309

-79610

-0.7961

bar

-60.50

CmHg

Sumber : Hasil Data Perhitungan

Dari tabel 4.23 diatas dapat diperoleh grafik hubungan antara perubahan diameter terhadap tekanan vacuum sebagai berikut :

51

Diagram perbandingan antara nilai tekanan rata2 pengamatan dan nilai teoritis -54 8

8.5

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

-56

-58

-60

-62

-60.29 -61.54

-60.5

-61.54 -62.27

-61.77

-62.78 -63.29

-64

-66

-61.86

-62.63 -63.44

-64.04

-64.23 -64.7 -65.61 -65.90

-65.00 -66.2

-66.02

-67.41 -68 -68.98-68.93 -70 teoritis

nilai pengamatan rata2

Gambar 4.21Grafik hubungan antara variasi perubahan diameter venturiterhadap tekanan ratarata. Dari grafik 4.21 diatas dapat diketahui hubungan antara pengamatan percobaan rata-rata dengan perhitungan teoritis memiliki pola perubahan tekanan terhadap diameter yang hampir sama. Adanya perbedaan tekanan yang muncul antara percobaan yang dilakukan dengan perhitungan teoritis disebabkan karena banyak faktor yang mempengarui. Faktor-faktor tersebut antara lain terjadinya friction antara fluida, terjadi gelembung udara, kerja pompa yang tidak

52

maksimal, arus listrik yang digunakan tidak stabil, serta hal-hal yang lain yang belum bisa kami antisipasi.

Tabel 4.4 Tabel Analisa Varian Sumber Varian Perlakuan Galat

db

JK

KT

F hitung

10 209

13,767,063 70

1,376,706 0.33

4,119,258.34

Total

219

13,767,133

S2

=

0.33

d8

=

601.20

d8.5

=

413.52

d9

=

229.06

d9.5

=

12.13

d10

=

-237.71

d10.5

=

-692.14

d11

=

-463.61

d11.5

=

-256.41

d12

=

-103.06

d12.5

=

130.32

d13

=

366.70

Dari tabeldengan tingkat keyakinan 5% dapat dibaca bahwa harga 2.41937.Karena harga d dan d

,

( ,

,

,

)

=

dand dan d9.5 dan d12.5 dan d13lebih besar maka dapat

dikatakan adanya pengaruh diameter venturyterhadap pencapaian tekanan yang sama, sedangkan

53

harga

,

,

,

dan

lebih kecil maka dapat dikatakan belum/tidak adanya pengaruh

diameter venturypencapaian tekanan vacuum.

54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan Dari uraian dan hasil pembahasan pada bab sebelumnya maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari pengamatan sebanyak 20 kali dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh perubahan diameter terhadap tekanan vacuum pada mesin vacuum frying. Hal ini nampak pada setiap dilaksanakan perubahan diameter mulai 8 mm, 8.5 mm, 9 mm, 9.5 mm, 10 mm, 10.5 mm, 11 mm, 11.5 mm, 12 mm, 12.5 mm, 13 mm terjadi pola perubahan tekanan vacuum yang hampir sama pada setiap percobaannya. 2. Dengan terjadinya perbedaan tekanan vacuum dari tiap-tiap variasi diameter ventury dapat disimpulkan bahwa diameter ventury sebesar 10,5 mm merupakan diameter yang ideal untuk mencapai tekanan optimal sebesar -70 cm Hg. 5.2. Saran Dengan mengacu kepada hasil penelitian yang telah kami lakukan maka kami menyarankan untuk peneliti-peneliti selanjutnya untuk meneliti pengaruh diameter ventury terhadap tekanan vacuumdengan merubah debit pompa serta merubah jenis fluida yang digunakan.

55

DAFTAR PUSTAKA

Giles, Ranald V., 1984, Mekanika Fluida dan Hidaulika, Edisi Kedua, Jakarta: Erlangga. Lukman Ludwimarta; 2007, Analisis Pengaruh Perubahan Sudut Nosel Terhadap Waktu Untuk Mencapai Tekanan Yang Sama Pada Mesin Penggoreng Hampa Udara ( Vacuum Frying ), Skripsi, Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Mesin, ITN, Malang Munson, Bruce R., Young, Donald F., Okiishi, Theodore H., 2004, Mekanika Fluida, Jilid I, Edisi Keempat, Jakarta: Erlangga. Nuzulul Fadli; 2007, Analisis Pengaruh Perubahan Sudut Nosel Terhadap Hasil Penggorengan Buah Nanas Pada Mesin Penggoreng Hampa Udara (Vacuum Frying), Skripsi, Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Mesin, ITN, Malang Orianto, M dan Pratikno, 1989, Mekanika Fluida I, BPFE, Yogyakarta Raldi Artono Koestoer, 2002, Perpindahan Kalor Edisi Pertama,Jakarta : Penerbit Salemba Teknika Sudarja, Mekanika Fluida Dasar, Bahan Kuliah, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta: UMY. Sudjana, 1996, Metoda Statistika Edisi Ke-6, Bandung : Penerbit Tarsito Bandung Victor L. Streeter, E Benjamin Wylie., 1992, Mekanika Fluida Jilid I Jakarta : Penerbit Erlangga

POGRAM STUDI TEKNIK MESIN

Recommend Documents