SKRIPSI
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET KULIT KACANG DENGAN MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh : Ida Bagus Indra Wijaya 1004305048
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016 i
ii
iii
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Saya menyetujui hasil skripsi ini dipergunaka n oleh Pembimbing I maupun Pembimbing II untuk publikasi ilmiah dengan mencantumkan nama saya dalam tulisan.
Denpasar, ………………….
Ida Bagus Indra Wijaya NIM. 1004305048
iv
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET KULIT KACANG TANAH DENGAN MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh Pembimbing
: Ida Bagus Indra Wijaya : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRAKSI Tingginya permintaan wisatawan akan kerajinan tangan berbahan dasar ata membuat pengerajin ata bekerja keras dalam memenuhi permintaan wisatawan, namun hambatan utama dalam pembuatan kerajinan ata yaitu pada tahap pengeringan. Kebanyakan pengerajin ata hanya mengandalkan sinar matahari dalam proses pengeringan sehingga kerajinan ata sering kali berjamur karena pengeringan yang kurang baik. Dari kejadian tersebut penulis berinisiatif memberikan solusi kepada para pengerajin tamanan ata yaitu dengan membuat alat pengering menggunakan kompor biomassa. Alat pengering ini berbahan bakar limbah kulit kacang tanah yang kemudian dibuat menjadi briket. Alat ini dibagi menjadi 2 tipe rak pengering yaitu rak tipe plat datar dan rak tipe berlubang. Untuk satu kali pengeringan masing-masing tipe rak dilakukan pengujian selama 270 menit dan setiap 30 menit dilakukan pencatatan data. Data yang diperoleh dari hasil pengeringan kemudian dirata-ratakan dan dilakukan perhitungan agar mendapatkan nilai dari ̇ , ̇ , ̇ , ̇ ̇ , ̇ . , ̇ Dari penilitian yang dilakukan pada alat pengering ayaman ata menggunakan kompor biomassa berbahan bakar briket kulit kacang tanah dengan memvariasikan tipe rak pengering di dapat bahwa tipe rak plat datar dapat menghasilkan energi masuk (Ėin) 3,72457 kJ/s , energi berguna (Ėuse ) 0,0719 kJ/s, energi losses (Ėlosses) 0,242285 kJ/s sedangkan untuk rak berlubang menghasilkan energi masuk (Ėin) 3,34651 kJ/s energi berguna (Ėuse ) 0,0535 kJ/s, energi losses (Ėlosses) 0,498657 kJ/s. Kata Kunci :
Analisa Energi, Alat Pengering, Anyamana Ata, Tipe Rak, Briket Kulit Kacang
v
ANALYSIS OF ENERGY SYSTEMS FUELED DRYER ATA WOVEN PEANUT SHELL BRIQUETTES BY VARYING THE TYPE OF DRYING RACK
Outhor Guidance
: Ida Bagus Indra Wijaya : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRACT
The high demand of tourists will be crafts based ata make craftsmen work hard to meet the demand of tourists, but the main obstaclke in making handicraft ata namely the drying stage. Most craftsmen ata only rely on sunlight in the drying process so that the craft ata often moldy because of poor drying. Of the incident author took the initiative to provide solutions to the craftsmen woven atais to create a dryer using biomass stoves. Ata woven dryer using waste fuels peanut skins are then made to briquettes. Dryers use two types of racks are shelves and shelves perforated flate plate. For a one time draining every movement takes 270 minutes and every 30 minutes is recording the data. Data obtained from the drying process then averaged calculation ̇ , ̇ . in order get the value of ̇ , ̇ , ̇ , ̇ , ̇ From reserch conducted at the dryer ata woven using biomass fueled stoves peanut shell briquettes by varying the type found that the drying rack, flat plate rack type incoming produce energy (Ėin) 3,72457 kJ/s, useful energy (Ėuse ) 0,0719 kJ/s and wasted energy (Ėlosses) 0,242285 kJ/s, while the perforated rack produces energy going (Ėin) 3,34651 kJ/s, useful energy (Ėuse ) 0,0535 kJ/s and wasted energy (Ėlosses) 0,498657 kJ/s. Kata Kunci : Enegy Analysis, Dryers, Webbing Ata, Rack Type,Peanute Shell Briquettes
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul : “Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar Briket Kulit Kacang Tanah Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering” Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Dr.Ir. I Ketut Sugita.MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan skripsi ini. 4. Bapak Si Putu Gunawan Tista, ST.MT, selaku koordinator Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 5. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST.MT , selaku Dosen Penguji I dalam sidang skripsi ini. 6. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta ,ST.MT, selaku Dosen Penguji II dalam sidang skripsi ini. 7. Bapak I Gusti Agung Kade Suriadi, ST.MT, selaku Dosen Penguji III dalam sidang skripsi ini. 8. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi. 9. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil maupun spiritual yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki . Oleh vii
karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini.
Bukit Jimbaran, .......................
Penulis
viii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN .................................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................. iii SURAT PERNYATAAN........................................................................... iv ABSTRAKSI ............................................................. ............................ v ABSTRACT ............................................................... ............................ vi KATA PENGANTAR ........................................................................ vii DAFTAR ISI ...................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xi DAFTAR TABEL .............................................................................. xii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................... .... xiii BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1.1 Latar Belakang… ............................................................. 1.2 Rumusan Masalah............................................................. 1.3 Batasan Masalah............................................................... 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................. 1.5 Manfaat Penelitian............................................................
1 1 4 4 4 4
BAB II LANDASAN TEORI .............................................................. 2.1 Gambaran Umum Ata ....................................................... 2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata ................. 2.2 Biomassa ......................................................................... 2.2.1 Kulit Kacang Tanah ................................................. 2.2.2 Kulit Kacang Tanah Sebagai Energi Alternatif ........... 2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan......................................... 2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan ........................................ 2.3.2 Pepindahan Massa .................................................... 2.4 Perpindahan Panas ............................................................ 2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi ................................... 2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi ................................... 2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi ...................................... 2.5 Udara Pengering ............................................................... 2.5.1 Aliran Udara Pengering........................................... 2.6 Kelembaban Udara ........................................................... 2.7 Sistem Pengering Buatan .................................................. 2.8 Stack Effect ..................................................................... 2.9 Nilai Kalor ....................................................................... 2.10 Kesetimbangan Energi ...................................................... 2.11 Laju Massa Bahan Bakar ................................................... 2.12 Performansi Pengeringan ..................................................
6 6 6 8 9 10 11 11 14 15 15 16 18 19 19 19 20 21 21 22 25 25
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................... 27 3.1 Tempat atau Lokasi Penelitian ........................................... 27 ix
3.2
Jumlah Populasi (variable) ................................................ 3.2.1 Variabel Terikat ....................................................... 3.2.2 Variabel Bebas ......................................................... 3.3 Alat dan Bahan ................................................................. 3.3.1 Alat ......................................................................... 3.3.2 Bahan Penelitian ...................................................... 3.4 Instalasi Penelitian …………………………………….. ........ 3.4.1 Pembuatan Briket Kulit Kacang Tanah ...................... 3.4.2 Bomb Calorimeter .................................................... 3.5 Rancangan Penelitian ……………………………………. ..... 3.5.1 Spesifikasi Alat........................................................ 3.5.2 Deskripsi Alat .......................................................... 3.6 Diagram Alir Penelitian ………………………………… ...... 3.7 Metode Pengolahan Data …………………………………..... BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................... 4.1 Analisa Data …………………………………….. ................. 4.2 Data Hasil Pengamatan …………………………………….. .. 4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar.. .................. 4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang…………… .. 4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar Dan Rak Berlubang…......................................................... 64 4.6 Distribusi Temperatur…………… ..................................... BAB V PENUTUP.............................................................................. 5.1 Kesimpulan …………………………………….. .................. 5.2 Saran …………………………………….. ...........................
27 27 27 28 28 32 34 34 35 37 39 40 42 43 44 44 44 45 55
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….
75
LAMPIRAN……………………………………………………………….
76
x
70 75 75 75
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
1.1 2.1 2.2 2.4 2.5 2.6
Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan ................... Berbagai Bentuk Kerajinan Ata........... ............................ Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata .................... T-V Diagram .................................................................. Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar ............. Perpindahan Panas Konveksi Dari Permukaan Media Padat Ke Fluida Mengalir ............................................... 2.7 Sistem pengeringan ........................................................ 3.1 Timbangan Digital .......................................................... 3.2 Kamera Digital ............................................................... 3.3 Thermokopel .................................................................. 3.4 Stopwatch ...................................................................... 3.5 Kompor ......................................................................... 3.6 Panci …………………………….. ................................... 3.7 Baskom.......................................................................... 3.8 Alat Penghalus Kulit Kacang Tanah ……………………… 3.9 Alat Pencetak Briket ....................................................... 3.10 Kulit Kacang Tanah........................................................ 3.11 Tepung Tapioka ............................................................. 3.12 Minyak Tanah ................................................................ 3.13 Korek Api ...................................................................... 3.14 Anyaman Ata ................................................................. 3.15 Alat Uji Bomb Calorimeter ............................................ 3.16 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Pengering Tipe Berlubang .............................................. . 3.17 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Pengering Tipe Plat Datar .............................................. . 3.18 Diagram Alir ................................... .............................. . 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk .......................... 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna .................................. 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor ..... 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran Penghubung ................................................................... 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Ruang Pengering .. 4.6 Laju Energi Losses Pada Cerobong .................................. 4.7 Grafik waktu terhadap T in ............................................... 4.8 Grafik waktu terhadap T out .............................................. 4.9 Grafik waktu terhadap penurunan massa .......................... 4.10 Grafik Perbandingan distribusi temperatur .......................
xi
2 6 7 13 16 17 22 28 29 29 30 30 30 31 31 32 32 33 33 33 34 38 39 40 43 66 67 68 69 70 71 72 72 73 74
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis Of Biomassa................................... Tabel 2.2 Perkembangan Luas Panen, Produktifitas dan Produksi Kacang Tanah di Indonesia......................................... Tabel 2.3 Hasil Analisis Proksimat dan Ultimate Kacang Tanah...... Tabel 4.1 Data hasil pengujian tipe rak plat datar...... ............................. Tabel 4.2 Data hasil pengujian tipe rak berlubang................................... Tabel 4.3 Perbandingan data hasil pengolahan rak plat datar dan rak berlubang................................................................
xii
8 9 10 45 46 65
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tabel Saturated Water........................................................ Tabel Hasil Uji Nilai Kalor............................................... . Rancangan Alat................................ ............................ Gambar Pembuatan Alat ...................... ............................ Gambar pembuatan Briket Kulit Kacang ..................... ....... Gambar Pengujian Nilai Kalor............ ................................ Gambar Pengujian Alat Pengering.....................................
xiii
80 81 82 91 93 95 96
1
