BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Analisa Saluran Pengering Pakan Ternak Dengan Bentuk Balok Pada Sistem Pompa Kalor Dengan Daya 1 Pk
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................... iii DAFTAR NOTASI ........................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vi DAFTAR TABEL ........................................................................................... vii BAB I PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2. Rumusan Masalah ........................................................................ 1
1.3. Rumusan Masalah ......................................................................... 1
1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................... 2
1.4.1. Tujuan Umum .................................................................... 2
1.4.2. Tujuan Khusus ................................................................... 2
1.5. Manfaat penelitian ....................................................................... 2
1.6. Sistematika Penulisan .................................................................. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Proses Pengeringan ...................................................................... 4
2.2. Pengeringan Buatan ..................................................................... 5 2.2.1 .Jenis Jenis Pengeringan Buatan ........................................ 5
2.2.2 Proses Pengeringan ........................................................... 6
2.2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan ......................... 6
2.3. Psikometrik .................................................................................. 8
2.3.1. Ratio humiditas .................................................................. 8
2.3.2 Humiditas Relatif ( relatif humidity, atau RH) ................. 9
2.3.3.Temperatur Bola Kering dan Bola Basah…………………10
2.3.4.Panas Udara pada tekanan Konstan cp .............................. 11
2.4. Volume spesifik udara,Moist volume (v) rapat masah Density……………………………………..…………………...11
2.4.1 Temperatur Dew Point(temperatur titik embun)…………..12
2.4.2. Entalpi udara .................................................................... 12
2.4.3 Panas sensible dan panas laten .......................................... 12
2.4.4.Grafik Psikometrik ............................................................. 13
2.5.Proses perlakuan udara pada psikometrik .................................... 14
2.5.1 Memanaskan udara ............................................................ 14
2.5.2. Pendinginan Udara ............................................................. 14
2.5.3 Pencampuran adiabatik ....................................................... 15
2.5.4. Menambah Kelembapan (Humidifier) ............................... 16
2.5.5. Mengurangi Kelembapan (Dehumidifier) .......................... 17
2.6. Siklus kompresi uap……………………………………………..18
2.6.1.Siklus utama siklus komprei uap……………………………21 2.6.2. kompresor…………………………………………………..21
2.6.3.Kondensor…………………………………………………..23
2.6.4.Katup expansi……………………………………………….26
2.6.5.Evaporator…………………………………………………..26
2.6.6.Refrigran…………………………………………………….27
2.6.7.Pengelompokan Refrigran…………………………………..27
2.6.8.Persyaratan refrigran………………………………………..29
2.7. Pengering Pompa kalor………………………………………….31
2.7.1.Kinerja alat pengering……………………………………....31
2.7.2.Kadar air…………………………………………………….31
2.8.Tinjauan Perpindahan Panas…………………………………..32
2.8.1.Perpindahan Panas Konduksi………………………………..32
2.8.2.Perpindahan Panas Konveksi………………………………..33
2.8.3. Perpindahan Panas Radiasi………………………………….36
2.8.4.Konduktivitas Thermal (daya hantar panas)…………………37
2.9.Pengertian Laju pengeringan …………………………………..37
2.9.1.Nilai laju air Spesifik (Spesific Moisture Extraction Rate)….38
2.9.2. Konsumsi Energi Spesifik (Specific Energy Consumption)….38
2.9.3. Biaya Pokok Produksi………………………………………....39
BAB III METODE PENENLITIAN
3.1. Tempat Dan Waktu Studi dan Pembuatan .................................. 40
4.3. Menghitung laju perpindahan panas pada saluran pengering ..... 57
5.2. Saran .......................................................................................... . 72
5.1. Kesimpulan ................................................................................. .71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
4.4.3. Biaya pokok produksi……………………………………...65
(Specific Energy Consumption) …………………………....64
4.4.2. Konsumsi Energi Spesifik
4.4.1. Nilai laju air Spesifik (Spesific Moisture Extraction Rate)………………………..62
4.4.Laju pengeringan………………………………………………….61
4.2.2. Perhitungan hasil pengujian pada saluran keluar .............. 55
3.1.1. Bahan Dan Alat prancangan saluran pengering ................ 40
4.2.1. Perhitungan hasil pengujian pada saluran masuk ............. 53
4.2. Perhitungan hasil pengujian……………………………………. 53
4.1. Grafik hasil pengujian ................................................................. 51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
3.3.1.Metode pelaksanaan penelitian …………………………….…50
3.3. Data penelitian …………………………………………………48
3.2. Alat dan bahan dalam melakukan pengujian ............................ .42
3.1.3. Bahan ................................................................................ 41
3.1.2. Alat .................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR NOTASI
2
C liter
o
temperatur kondensor x air yang diserap
kond
S panjang langkah m T temperatur absolute K T
Berat pakan setelah pengeringan kg t Waktu pengeringan jam S entropi kJ/(kg . K)
W e Berat pakan sebelum pengeringan kg W f
k
w rasio humiditas (humidity ratio) g/kg P ws tekanan uap saat terjadi satu rasi Pa h enthalpy kJ/kg v volume spesifik udara m
3
2
I Kuat arus listrik Amper P tekanan absolute MPa q Laju perpindahan panas w K Konduktivitas termal W/(m.k) A Luas penampang m
entalpi refrigeran saat keluar kompresor kJ/s ̇ laju aliran refrigeran pada sistem Kg/s P daya listrik kompresor Watt V tegangan listrik Volt
2
entalpi refrigeran saat masuk kompresor kJ/s h
1
Pa RH Ratio hummiditas % Td Temperatur Dwepoit C h
/kg T Temperatur udara K P Tekanan
h koefisien konfeksi w/m
W
komp
daya kompresor, v kecepatan udara D h Luas penampang η
kom
efisiensi isentropis (efisiensi kompresor), ρ densitas refrigeran, ρ
suc
densitas refrigeran pada sisi hisap (suction) ρ
u
densitas udara, kW m/s m % kg/m
3 kg/m 3 kg/m 3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2 Garis – garis dan informasi yang dijumpai pada grafik psikometrik ............................................................................................13 Gambar 2.3 Proses pendinginan udara sampai terjadi kondensasi uap air ......
14 Gambar 2.4 Proses pencampuran udara secara adiabatik ................................
15 Gambar 2.5 Proses penambahan uap air pada udara ........................................
16 Gambar 2.6 Siklus Kompresi Uap ...................................................................
17 Gambar 2.7 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap pada Diagram P-h ..................
18 Gambar 2.8 Pembagian Kompresor (Teknik Pendingin & Pengkondisian Udara .......................................................................................
21 Gambar 2.9 Kondensor pipa ganda ( Tube and Tube Condensor )..................
23 Gambar 2.10 Kondensor selubung dan tabung (Shell and Tube condenser) ...
34 Gambar 3.1 saluran pengering bentuk Balok ........................................................ 38
Gambar 3.2 Rh Meter ...................................................................................... ….39Gambar 3.3 Hot Wire Anemometer……………………………...………………40Gambar 3.4 Blower 3 inc……………………………………………………...…41Gambar 3.5 Leptop TOSIBA (L640)………………………………………….…42Gambar 3.6 Hygrometer…………………………………………………….……43
Gambar 3.7 TimbanganDigital……………………………………………….….43
Gambar 3.8 Gelas ukur…………………………………………………………..44Gambar 3.9 Alat Pengering pakan ternak Pompa kalor 1 Pk…………………...44Gambar 3.11 Diagram alir proses pelaksanaan penelitian……………………….47Gambar :4.1.Grafik Temperatur,Dwe-point vs Waktu pada saluran masuk (in)..51 Gambar :4.2.Grafik Temperatur,Dwe-point vs Waktu pada saluran keluar (out).52 Gambar :4.3.Grafik kelembapan udara(Ratio hummidity)RH (%) vs Waktu……52 Gambar :4.4.Grafik penurunan berat pakan ternak vs Waktu……………………53
Gambar 4.5 Bentuk Saluran pengering………………………………………..…57DAFTAR TABEL
Tabel 2.2 Perbandingan kondensor berpendingin udara dan air .................... …..26Tabel 2.3 Pembagian Refrigerant berdasarkan keamanan ............................. ...... 30Tabel 2.4 Nilai ODP beberapa Refrigerant .................................................... …... 32Tabel 3.1 Jadwal pelaksanaan penelitian ....................................................... ...... 38Tabel 3.2 Specificatians dari Hot Wire Anemometer .................................... ...... 41Tabel 4.1 Data hasil pengujian disaluran pengering pakan ternak ................ ...... 49Tabel 4.2 Perhitungan h i untuk dari tablel lampiran 2…………………………...55Tabel 4.3 Perhitungan h untuk Q total dari table lampiran 2……………………..56Tabel 4.4 Data hasil pengujian pada mesin pengeringan 1 kg pakan ternak…….59Tabel 4.5 Hasil perhitungan pengujian pengeringan 1kg pakan ternak pada saluran masuk (in)………………………………………………64Tabel 4.6 Hasil perhitungan pengujian pengeringan 1kg pakan ternak pada saluran keluar (out)……………………………………….……66Tabel 4.7 Hasil perhitungan laju pengeringan 1kg pakan ternak ……….……..68Tabel 4.8 Hasil perhitungan pengujian pada mesin pengering pakan ternak……69Daftar Grafik
Grafik:4.1. Temperatur,Humidity,Dew poit pada saluran masuk (in)……..…48 Grafik:4.2. Temperatur,Humidity,Dew poit pada saluran keluar (out)……….48 Grafik 4.3 Penurunan kadar air pakan ternak salama waktu pengeringan…....49 Grafik:4.4. PWS (Pa) terhadap Waktu pada saluran masuk (in)…...…………50 Grafik:4.5. PW (Pa) terhadap Waktu pada saluran masuk (in)………..……..50 Grafik:4.6. W (g/kg) terhadap Waktu pada saluran masuk (in)……….……..51 Grafik:4.7. V (m/kg) terhadap Waktu pada saluran masuk (in)………..…….52
3 Grafik:4.8. P (m /kg) terhadap Waktu pada saluran masuk (in)………..……52
Grafik:4.9. PWS (Pa) terhadap Waktu pada saluran keluar (out)…..………..53 Grafik:4.10. Pw (Pa) terhadap Waktu pada saluran keluar (out)….....………54 Grafik:4.11. W (g/kg) terhadap Waktu pada saluran keluar (out).…………..55 Grafik:4.12. V (m/kg) terhadap Waktu pada saluran keluar (out).………….55
3 Grafik:4.13. P (m /kg) terhadap Waktu pada saluran keluar (out)………….56
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan pakan ternak di Indonesia sangat tinggi mengingat komoditas peternakan sangat banyak di Indonesia. Banyaknya peternakan sangat berpengaruh terhadap kebutuhan akan pakan yang akan siap untuk di makan oleh ternak, sedangkan pakan ternak yang diproduksi industri masih bersifat basah atau lembab. Untuk itu industri harus mengeringkan hasil produksinya menggunakan sinar matahari ataupun mesin pengering.
Pakan ternak merupakan pengganti makanan ternak dari alam. Pakan ternak di produksi dari industri rumahan (home industry) ataupun di produksi secara masal. Dalam setiap pruduksi, produsen pakan ternak biasanya mengeringkan hasil produksinya menggunakan sinar matahari. Jika menggunakan cahaya matahari saja hasil produksi tidak mencukupi permintaan atas pakan ternak di Indonesia. Untuk itu kebutuhan mesin pengering sangat dibutuhkan guna menunjang hasil produksi pakan ternak.
Mesin yang sering di jumpai di pasaran menggunakan alat pemanas (heater) dan alat ini menggunakan tenaga arus listrik yang sangat besar. Untuk itu penulis mencoba menggunakan alat yang tidak lajim digunakan di mesin pengering yaitu AC. Panas yang didapat untuk mengeringkan didapat dari kondensor, udara kering di keluarkan oleh evaporator AC tersebut. AC yang digunakan adalah jenis AC yang biasa di temukan di pasaran yaitu AC Polytron dengan daya 1 PK.
1. 2 Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini analisa saluran pengering hasil rancang bangun saluran pengering pakan ternak dengan bentuk balok dan ditambahnya blower.
1. 3 Batasan Masalah 1.
Menganalisa sifat-sifat Thermodinamik udara pada saluran pengering 2. Menganalisa laju perpindahan panas pada saluran pengering 3. Menganalisa nilai laju ekstraksi air spesifik (Spesific Moisture Extraction
Reate .)
4. Menganalisa komsumsi energy spesifik (specific energy comsumption)
1. 4 Tujuan Penelitian 1. 4 .1 Tujuan Umum
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan suatu unit mesin pengering pakan ternak portable yang berorientasikan pada upaya efisiensi energi listrik yang dapat diaplikasikan pada skala kecil dan besar.
1. 4. 2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah 1. Untuk mengetahui relative humidity (kelembapan udara) di saluran pengering
2. Untuk mengetahui laju perpindahan panas disaluran pengering pada saat proses pengeringan pakan ternak per kilogram.
3. Untuk mengetahui laju pengeringan pakan ternak 4.
Untuk mengetahui kebutuhan energi spesifik yang dibutuhkan mesin pengering pakan ternak sistem pompa kalor dengan daya 1 PK.
1. 5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapat dari hasil penelitian ini adalah 1. Sistem yang sederhana ini secara luas berkontribusi untuk memenuhi kebutuhan pengeringan pada sektor peternakan, pertanian, maupun home industri khususnya bagi wilayah-wilayah yang memiliki tingkat curah hujan yang tinggi di Indonesia.
2. Pemanfaatan energi panas yang terbuang pada kondensor.
3. Sebagai pengembangan dalam bidang energi terbarukan khususnya teknologi refrigerasi dan pengkondisian udara.
1. 6 Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini terbagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN, bab ini membahas uraian tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA, membahas teori-teori yang menunjang penyelesaian masalah seperti dalam hubungannya dengan prinsip pengeringan, sistem kompresi uap, komponen sistem kompresi uap,Rasio humiditas (kelembapan udara). Psikometrik. BAB III METODA PENELITIAN, membahas tentang pembuatan saluran pengering berbentuk balok, alat yang digunakan, bahan yang dikeringkan serta diagram proses penelitian. BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN, bab ini membahas tentang data yang diperoleh selama pengujian dan analisa perhitungan mengenai kandungan rasio humiditas di saluran pengering, laju perpindahan panas disaluran pengering. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, bab ini membahas tentang kesimpulan berdasarkan data hasil pengujian yang telah dianalisa dan saran-saran yang diberikan untuk menyempurnakan kinerja alat.