3.2. Perancangan ruang pemanas heating room
Ruang bahan pengeringan merupakan salah satu komponen utama dari alat pengering yang dirancang. Ruamg bahan pengeringan ini bertujuan sebagai ruangan
untuk tempat bahan yang akan dikeringkan di dalam alat pengering. Untuk penelitian ini, karena distribusi temperatur akan diamati pada sejumlah
titik disepanjang ruang pemanas maka pada alat pengering ini dilakukan jumlah pembatasan tingkat kamar pengeringan. Dalam hal ini ditentukan 3 tingkat kamar
pengeringan yang pada masing – masing tingkat akan diamati perubahan temperaturnya pada 3 titik selama siklus pengeringan. Sehingga, seluruh titik
pengamatan berjumlah 9 titik. Material yang digunakan untuk membuat ruang bahan pengeringan ini adalah
pelat baja karbon St 37 dengan ketebalan pelat 2 mm. Baja karbon St 37 banyak digunakan untuk konstruksi umum dengan sifat perlakuan panas sedang, karena alat
pengering yang dirancang diperkirakan akan mengalami perlakuan panas dengan suhu yang tidak terlalu tinggi yaitu sekitar 60
o
C – 80
o
C. Dengan alasan penelitian, maka dirancanglah ruang pengeringan yang cukup
untuk menampung produk dengan kapasitas ≤ 20 kg. Dengan alasan – alasan tersebut
maka tinggi ruang bahan pengeringan ditentukan sebagai berikut. Jumlah tray
=3 buah Jarak tiap tray = 15 cm
Tebal tray = 0,5 cm
Jarak tray 3 dengan bagian atas alat pengering = 25 cm Jarak tray 1 dengan bagian bawah alat pengering = 28,5 cm
Maka ukuran ruang bahan pengeringan adalah : Tinggi = 15 cm
× 3 + 0,5 cm × 3 + 25 cm + 28,5 cm = 100 cm Jadi ukuran – ukuran dari ruang bahan pengeringan ini adalah :
Panjang = 60 cm
Lebar = 40 cm
Tinggi = 100 cm
Ruang bahan pengeringan yang telah dirancang nantinya dilapisi cat yang bertujuan untuk mengurangi korosi pada material ruang bahan pengeringan.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3. Ruang bahan pengeringan yang dirancang 3.3.
Perancangan alat pemanas heater
Heater merupakan salah satu komponen utama dari alat pengering yang dirancang. Heater bertujuan sebagai tempat air yang dipanaskan dan kemudian
menghasilkan uap air sebagai media pengeringan pada alat pengering ini. Material yang digunakan untuk membuat heater ini adalah pelat baja karbon St
37 dengan ketebalan pelat 2 mm. Dibagian atas heater diberi beberapa lubang dengan diameter 10 mm. Lubang pada heater berfungsi untuk memudahkan uap air panas
keluar menuju ruang bahan pengeringan. Setelah selesai dirancang, nantinya heater akan dilapisi cat untuk mengurangi korosi pada heater tersebut.
Heater ini memiliki kapasitas 9 liter air. Maka ukuran utama heater dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
Volume yang diinginkan = 9 liter
Panjang heater = 30 cm
Universitas Sumatera Utara
Lebar heater = 30 cm
Tinggi heater = 10 cm
Volume = Panjang × Lebar × Tinggi
= 30 cm × 30 cm × 10 cm
= 9000 cm
3
= 9 dm
3
= 9 liter Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat gambar berikut ini.
Gambar 3.4. Tempat Air yang Dipanaskan Heater 3.4.
Perancangan ruang bakar
Alat pengering ini selain menggunakan bahan bakar berupa kayu bakar, digunakan juga minyak tanah sehingga dibutuhkan ruang bakar yang cukup untuk
memuat kompor minyak tanah. Oleh karena itu, ditentukan ukuran ruang bakar sebagai berikut
Panjang = 60 cm
Lebar = 40 cm
Tinggi = 50 cm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5. Ruang bakar yang dirancang 3.5.
Penentuan ukuran utama alat pengering
Konsruksi secara umum alat pengering yang dirancang seperti terlihat pada gambar 3.6. Atas dasar penentuan ukuran –ukuran sebelumnya maka diperoleh ukuran
keseluruhan alat pengering sebagai berikut : 1.
Cabinet Dryer tipe Tray dryer Panjang
= 60 cm Lebar
= 40 cm Tinggi
= 150 cm 2.
Tray Panjang
= 60 cm Lebar
= 40 cm Tebal
= 0,5 cm Jumlah
= 3 buah Kapasitas tray = 2,5 kg biji kakao
Universitas Sumatera Utara
3. Ruang bakar
Panjang = 60 cm
Lebar = 40 cm
Tinggi = 50 cm
4. Tempat air yang akan dipanaskan heater
Panjang = 30 cm
Lebar = 30 cm
Tinggi = 10 cm
Kapasitas = 9 liter
5. Ruang bahan pengeringan
Panjang = 60 cm
Lebar = 40 cm
Tinggi = 100 cm
Gambar 3.6. Cabinet Dryer tipe tray dryer 3.6.
Prinsip Kerja Alat Pengering
Berdasarkan literatur yang terdapat pada bab 2, proses pengeringan terbagi atas pengeringan dengan udara panas dan pengeringan dengan uap air. Maka
dipilihlah proses pengeringan dengan uap air untuk alat pengering yang akan dirancang. Alasan pemilihan pengeringan dengan uap air karena pengeringan dengan
uap air memiliki beberapa keunggulan dibanding pengeringan dengan udara panas seperti tertulis pada bab 2. Salah satu keunggulan pengeringan dengan uap air adalah
uap air panas mempunyai sifat pindah panas yang lebih unggul dari pada udara pada suhu yang sama. Selain itu, proses pindahan panas secara konveksi pada pengeringan
dengan uap air lebih merata dibanding pengeringan dengan udara panas. Karena uap air yang terdapat pada alat pengering lebih cepat menyebar diseluruh bagian dalam
alat pengering. Sehingga proses pengeringan juga lebih cepat jika menggunakan uap air panas. Keunggulan lainnya adalah massa jenis uap pada temperatur tinggi lebih
rendah daripada massa jenis udara pada temperatur yang sama, sehingga secara alami uap akan lebih mudah naik jika dipanaskan hingga pada temperatur tinggi. Laju aliran
panas yang dilalui oleh uap air di dalam alat pengering dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.7. Laju aliran panas pengeringan dengan uap air
Prinsip kerja alat pengering ini adalah dengan melakukan pemanasan air terlebih dahulu. Air yang terdapat pada heater dipanaskan hingga menghasilkan uap.
Karena pada alat pengering ini tidak digunakan fan sebagai pengontrol aliran udara, maka proses perpindahan panas berlangsung secara alami. Selain itu, karena heater
menyatu dengan ruang pemanas dan sekaligus untuk membantu pemanasan udara, sebagian kecil uap air dilepas untuk membawa kalor di sepanjang hamparan kakao.
Uap air memiliki massa jenis yang lebih rendah dari udara pada temperatur tinggi sehingga amat membantu proses pemanasan kakao. Dari dinding kakao, terjadi
aliran panas konduksi disepanjang plat di dalam ruang pengering sehingga hal ini juga turut membantu pemanasan udara di dalam ruang pengering.
Pada alat pengering ini, terdapat saluran air yang terhubung lansung ke heater dan dapat dibuka tutup menggunakan elbow . Tujuan dari pengadaan saluran air ini
Universitas Sumatera Utara
adalah untuk mengantisipasi kekurangan air selama proses pengeringan berlangsung. Ketersediaan air di dalam heater dapat diamati secara lansung melalui pintu yang
sengaja di desain menggunakan kaca. Jika temperatur di dalam ruang pengering telah cukup tinggi ± 100
o
C, maka saluran pembuangan yang terletak di dinding belakang alat pengering dapat dibuka
dengan tujuan mengurangi tekanan dalam ruang pengering. Hal ini secara langsung juga akan menurunkan temperatur dalam ruang pengering tersebut.
3.7. Analisa Performance Alat Pengering yang Dirancang
Kategori