4.5.1 Perkiraan Total Energi yang Dibutuhkan untuk Mengeringkan Kopra Per Jam
Total energi yang dibutuhkan untuk proses pengeringan jam dengan bahan bakar dihitung sebagai berikut :
a Kebutuhan energi untuk pengeringan kopra Qd, dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan 2.5. Q
d
= Q
h
+ Q
w
+ Q
l
dimana; Q
d
= energi pengeringan kopra, kkal Q
h
= energi pemanasan kopra, kkal Q
w
= energi pemanasan air kopra, kkal Q
l
= energi penguapan air kopra, kkal Energi untuk pemanasan kopra Q
h
, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6.
Q
h
= W
kb
× c
p.kopra
T
d
-T
a
= 6 kg × 1,88 kJkg
o
C × 120
o
C – 30
o
C = 1015,2 kJ
Kadar air awal kopra adalah 50 - 55 MAPI, 2006 Asumsikan kadar air awal kopra, w
f
= 55 . Berat kopra basah per tray W
kb
= 6 kg Berat kopra kering dengan kadar air 0 , W
ko
=
[ ]
55 6
6 ×
−
= 2,7 kg
Jadi, berat akhir kopra yang diperkirakan adalah 2,86 kg. Atau untuk tiap tray adalah 0,95 kg.
Universitas Sumatera Utara
Berat air kopra awal, W
i
dihitung dengan persamaan
Energi pemanasan air kopra Qw, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.7.
Q
w
= W
i
×
Cp.air
T
d
-T
a
= 3,14 kg × 4,18 kJkg
o
C × 120
o
C – 30
o
C = 1181,268 kJ
Berat air yang dipindahkan selama proses pengeringan Wr, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 dan 2.8.
Energi penguapan air kopra Ql, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9
Q
l
= Wr × h
fg
= 2,98 kg × 2202,6 kJkg = 6563,748 kJ
Maka didapat energi yang dibutuhkan untuk pengering kopra Qd Q
d
= Q
h
+ Q
w
+ Q
l
= 1015,2 kJ + 1181,268 kJ + 6563,748 kJ = 8760,216 kJ
Universitas Sumatera Utara
Jadi energi yang dibutuhkan untuk pengering kopra adalah 8760,216 kJ. b
Laju aliran energi kalor konveksi dalam box pengering dihitung sebagai berikut. Sifat- sifat uap dievaluasi pada suhu-suhu temperatur rata-rata :
Maka diperoleh data sebagai berikut : ρ = 0,5856 kgm
3
c
p
= 2,059 kJkg.
o
C μ = 12,73 × 10
-6
kgm.s υ = 2,17 × 10
-5
m
2
s k = 0,0246 Wm.
o
C Pr = 1,060
β = 1T
f
=1380,5 K = 0,00263 K
-1
Hasil perkalian angka Grashof-Pradtl dengan jarak antara heater dan plat atas, δ
adalah 1m, dihitung dengan persamaan 2.11 sebagai berikut :
Harga C, n dan mdidapat dari lampiran 2 sebagai berikut :
Konduktivitas termal efektif, k
e
dihitung dengan persamaan 2.12.
Perpindahan kalor konveksi, q dihitung dengan persamaan 2.13 berikut
Universitas Sumatera Utara
c Energi yang hilang dari dinding ruang pengering q
lt
, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.14 dan persamaan 2.15, sebagai berikut.
Dimana : q
lw
= energi yang hilang melalui dinding box pengering, kkaljam U = Koefisien perpindahan kalor menyeluruh Wm.
o
C k
w
= koefisien perpindahan kalor konduksi plat Wm.
o
C k
r
= koefisien perpindahan kalor konduksi isolasi Wm.
o
C A = Luas penampang m
2
∆x
w
= tebal plat m ∆x
r
= tebal lapisan isolasi m Kehilangan energi melalui dinding box pengering Q
lw
menggunakan beberapa asumsi sebagai berikut :
1. Aliran panas berlangsung tunak steady dan temperatur tiap jam dianggap
konstan dan harganya diperoleh dengan merata-ratakan temperatur selama pengujian untuk tiap tingkat dan tiap titik pengujian.
2. Konduktifitas termal bahan plat dan karet dianggap konstan.
3. Tidak ada pembangkit kalor sepanjang dinding.
4. Kehilangan kalor melalui dinding hanya diperhitungkan melalui dinding
samping kanan dan kiri dan dinding belakang. Untuk koefisien perpindahan panas menyeluruh, U diperoleh hasilnya sebagai berikut
Dengan demikian kehilangan kalor dari dinding untuk box pengering dengan rata – rata temperatur dinding dalam 100
o
C dan dinding luar 65
o
C adalah
Universitas Sumatera Utara
Jadi energi yang hilang dari dinding ruang pengering Q
lw
adalah 101,92 Watt atau sebanding dengan 366,91 kJjam.
d Energi yang hilang dari saluran pembuangan dihitung dengan persamaan 2.16 dan
2.17, sebagai berikut.
Dengan
Dimana : q
lv
= Energi yang hilang dari saluran pembuangan kJ h
g
= Entalpi jenis uap kJkg, untuk temperatur 120
o
C = 2706,3 kJkg
ρ = Massa jenis uap kgm
3
, untuk temperatur 120
o
C =1,1212 kgm
3
v = laju aliran uap keluar pipa saluran uap ms = 0,5 ms A= luas penampang m
2
d = diameter pipa inci = 1 inci = 0,0254 m maka, laju aliran mass uap yang keluar melalui saluran pembuangan dihitung
sebagai berikut :
Dan yang hilang dari saluran pembuangan, q
lv
dihitung sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
e Total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan kopraper jam Q
t
, dapat dihitung dengan persamaan 2.18 sebagai berikut :
Q
T
= Q
d
+ q
lw
+ q
kv
× 1 jam + q
lv
× ¼ jam = 8760,216 kJ + 366,91+ 305,0664kJjam ×1 jam + 880,9266 kJjam ×¼ jam
= 10313,12 kJ Jadi total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan kopraper jam Q
T
adalah 10313,12 kJ. 4.5.2 Perkiraan Kebutuhan Air yang Digunakan Selama Proses Pengeringan
Kopra
Uap sebagai media pemanas diperoleh melalui air yang dipanaskan didalam heater. Dengan memperhitungkan bahwa tekanan dan temperatur didih air akan lebih
tinggi dari kondisi atmosfer maka grafik proses pemanasan dan penguapan air seperti terlihat pada gambar.
Gambar 4.12. Diagram Proses Pemanasan Air
Energi yang dilepaskan air harus mampu memenuhi kebutuhan energi total pengeringan kopra hingga mencapai kadar air yang diharapkan, maka hubungannya
berlaku : uap
Universitas Sumatera Utara
Dimana : Q
d
= energi pengeringan kopra, kJ Q
T
= energi total, kJ Maka diperoleh,
Jadi, perkiraan kebutuhan air selama pengeringan adalah sebesar 4,8 liter.
4.5.3 Perhitungan Kebutuhan Bahan Bakar yang Digunakan Selama Proses Pengeringan Kopra
Kategori