2.1 Kajian Pustaka - Analisa Pengujian Mesin Pengering Gabah Dengan Pengaduk Berotari Kapasitas 11 Kg

2.1 Kajian Pustaka

Berbicara tentang beras tentu kita akan teringat bagaimana cara meningkatkan mutu/kualitas beras, ada banyak faktor dalam meningkatkan kualitas beras salah satu faktor yang mendukung tahap pemberasan adalah penanganan pasca pengeringan terhadap gabah yang dihasilkan sehingga dapat meningkatkan produksi. Mulai dari padi seperti pada Gambar 2.1 yang dipanen menjadi gabah yang akan selanjutnya dikeringkan untuk proses penggilingan.

Gambar 2.1: Padi2) Pengeringan pada dasarnya adalah proses pemindahan/pengeluaran kandungan air bahan hingga mencapai kandungan tertentu agar kecepatan kerusakan bahan dapat diperlambat. Pengeringan dapat dilakukan dengan penjemuran yang memanfaatkan sinar matahari atau dengan cara buatan. Pengeringan buatan di samping untuk mengatasi pengaruh cuaca, kelembaban yang tinggi sepanjang tahun juga dimaksudkan untuk meningkatkan mutu hasil pengeringan. Pada proses pengeringan banyak faktor yang perlu diperhatikan, seperti iklim dan bahan baku, yang akan mempengaruhi waktu dan perolehan pengeringan.

Berdasarkan prosesnya dikenal dua macam pengeringan yaitu pengeringan secara . alami dan secara mekanis Tujuan pengeringan ialah menurunkan kadar air gabah sampai 13-14% untuk penyimpanan panjang.

Pengeringan alami, Pengeringan di tingkat petani Indonesia sebagian besar dilakukan dengan sinar matahari dan hanya sebagian kecil petani yang melakukan pengeringan dengan mesin pengering. Pengeringan dengan sinar matahari dapat dilakukan dengan mudah terutama di daerah-daerah tropis seperti Indonesia. Akan tetapi di Indonesia panen umumnya jatuh pada musim hujan sehingga pengeringan menjadi masalah (Suparyono dan Setyono,1993). Menurut Taib dkk, (1988), pengeringan alamiah memanfaatkan radiasi surya, suhu dan kelembaban udara sekitar serta kecepatan angin untuk proses pengeringan. Pengeringan dengan cara penjemuran ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain tergantung cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas, mudah terkontaminasi dan memerlukan waktu yang lama.

Pengeringan dengan manual/alami dilakukan dengan penjemuran ketebalan tumpukan 3-6 cm dan dilakukan pada siang hari, dilakukan pembalikan sekitar 2 jam agar gabah kering merata sampai dihasilkan kadar air 14%, saat cuaca dalam keadaan tidak menentu hamparkan gabah dengan ketebalan 10 cm dalam ruangan dan dilakukan pembalikan setiap hari, jika cuaca sudah cerah kembali lakukan segera penjemuran lakukan penjemuran diatas lantai jemur yang terbuat dari semen jika menggunakan alas penjemuran (plastik, tikar, terpal) pastikan tanah dibawahnya tidak basah sehingga tidak terjadi kelembaban dibawahnya, lakukan pengadukan secara rutin agar gabah kering merata dan tidak terjadi pembasahan pada tempat- tempat tertentu. Penjemuran pada gabah kalau memungkinkan tidak boleh ditunda diusahakan dalam 2 hari gabah dalam kondisi kering dan dapat diperoleh beras dalam keadaan mutu yang baik.

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengeringan gabah secara manual: a.

Lokasi tidak boleh lebih rendah dan tanahnya padat agar tidak ada genangan air.

Aman dari tikus dan saluran udaranya baik dan memiliki saluran drainase yang baik.

Pada saat penumpukan pada karung, tinggi tumpukan karung goni maksimal 4 meter dan karung plastk 3 meter, tumpukan menggunakan pelindung terpal anti air dari atap tumpukan, jarak horizontal antara tumpukan adalah 1 meter dan jarak horizontal antara tumpukan dengan atap adalah 1,5 meter, menggunakan alas kayu, tidak ada tumpukan yang menempel pada dinding.

Pemeriksaan secara teratur. Pengeringan buatan, Pengeringan dengan buatan dapat menggunakan udara dipanaskan. Udara yang dipanaskan tersebut dialirkan ke bahan yang akan dikeringkan.

Pengeringan dengan menggunakan alat mekanis ( pengeringan buatan ) memberikan beberapa keuntungan diantaranya: a. tidak tergantung cuaca, b. kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan, c. tidak memerlukan tempat yang luas, d. serta kondisi pengeringan dapat dikontrol. Pengeringan mekanis ini memerlukan energi untuk memanaskan alat pengering, Alat pengering buatan pada umumnya terdiri dari unit pemanas(heater) serta alat-alat kontrol. Untuk alat pengering dengan unit pemanas, beberapa macam sumber energi panas yang biasanya dipakai adalah gas, minyak bumi, batubara atau elemen pemanas. Sumber energi panas pengeringan buatan dapat diperoleh dari listrik, kayu, arang, minyak bumi dan gas.

2.2 Proses pengeringan padi

Di dalam biji-bijian terdapat air bebas dan air terikat. Air bebas terdapat di bagian permukaan biji-bijian, di antara sel-sel dan dalam pori-pori, air ini mudah teruapkan padapengeringan. Air terikat yaitu air yang berikatan dengan protein, selulosa, zat tepung, pektin, dan sebagai zat-zat yang terkandung dalam gabah, air terikat memang sulit untuk dihilangkan, memerlukan beberapa perlakuan dan ketekunan seperti halnya terhadap beberapa faktor-faktor yang berpengaruh dalam pengeringan, antara lain temperatur, kelembaban, dengan ketekunan yaitu kegiatan membalik-balik bahan (gabah) selama dalam pengeringan.

Air yang di angkut dari biji berlangsung dengan proses penguapan. Perubahan air menjadi uap air terjadi di permukaan biji. Untuk itu uap harus didifusikan terlebih dahulu ke permukaan lalu diuapkan. Energi panas harus cukup untuk menguapkan air dan juga untuk mendifusikan air. Panas tersebut dapat dipancarkan ke biji-bijian baik dengan cara konveksi, radiasi, maupun secara konduksi. Panas yang dipancarkan ke dalam biji-bijian akan melalui tiap biji secara individu. Setelah menerima panas, maka penguapan pun terjadi dari permukaan sampai ke bagian dalam biji. Pengeringan merupakan langkah penting dalam penggilingan beras. Pada dasarnya dengan pengeringan bahan akan menjadi tidak mudah rusak, menghentikan kegiatan mikro-organisme tertentu dan memudahkan pengolahan lebih lanjut. Pengeringan juga dimaksudkan untuk mendapatkan bahan dengan volume yang lebih kecil, sehingga dapat lebih mudah diangkut dan biaya lebih. Keuntungan dan kerugian penjemuran dibandingkan dengan pengeringan buatan adalah sebagai berikut: a.

Penjemuran sangat tergantung pada cuaca, sehingga kontinuitas pengeringan tidak teratur, misalnya kalau turun hujan terpaksa pengeringan dihentikan.Demikian pula suhu, kelembaban udara dan kecepatan udara tidak dapat diatur, sehingga kecepatan pengeringan tidak seragam.

Mutu gabah kering hasil penjemuran umumnya lebih rendah daripada hasil pengeringan menggunakan alat. Hal ini disebabkan karena waktu pengeringan yang lama, keadaan pengeringan dan tidak dapat dijaga dan diawasi sehingga kemungkinan-kemungkinan terjadinya kerusakan selama penjemuran sangat besar.

Keuntungan proses penjemuran adalah biayanya rendah karena memerlukan biaya dan alat-alat yang lebih murah.

Saat proses pengeringan terjadi, perpindahan massa dari bahan ke udara dalam bentuk uap air berlangsung atau terjadi pengeringan pada permukaan bahan. Setelah itu tekanan uap air pada permukaan bahan akan menurun. Setelah kenaikan suhu terjadipada seluruh bagian bahan, maka terjadi proses pergerakan air secara difusi dari bahan kepermukaannya dan seterusnya proses penguapan bahan diulang lagi. Akhirnya setelah air bahan berkurang, tekanan uap air bahan akan menurun sampai terjadi keseimbangan dengan udara di sekitarnya. Dengan pengeringan diharapkan kadar air gabah mula-mula sekitar 30% akan turun sedemikian hingga mencapai kadar air se kitar 12-16%. Pada kadar air 12-16%, gabah telah cukup siap untuk pengolahan lebih lanjut (penggilingan) ataupun telah cukup amandalam penyimpanan. Beberapa kendala yang berpengaruh dalam pengeringan ialah suhu dan kelembaban udara lingkungan, kecepatan aliran udara pengering, besarnya persentase kandungan air yang ingin dijangkau, power pengering, efisiensi mesin pengering, dan kapasitas pengeringnya. Kendala tersebut dapat ditanggulangi sehingga proses pengeringan dapat dilakukan secara terus menerus tanpa berhenti. Untuk menanggulangi kendala tersebut digunakan peralatan pengeringan buatan. Energi untuk proses pengeringan dapat diperoleh dari proses pembakaran, minyak, gas ataupun biomassa. Tetapi penggunaan sumber-sumber energi dapat menyebabkan biaya produksi menjadi meningkat.

Pengeringan buatan adalah pengeringan dengan menggunakan alat pengering, dimana suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran udara dan waktu pengeringan dapat diatur dan diawasi. Pengeringan buatan dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu pengeringan (adiabatik) dan pengeringan (isothermik).

Pengeringan adiabatik adalah pengeringan dimana panas dibawa ke alat

pengering. Udara panas ini akan memberikan panas pada bahan yang akan dikeringkan dan mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh bahan.

Pengeringan isothermik adalah pengeringan dimana bahan yang akan

dikeringkan berhubungan langsung dengan lembaran (plat) logam yang panas.

Hingga sekarang ini peralatan pengeringan buatan sudah banyak berkembang dengan berbagai tipe. Pada tiap tipe berbeda konstruksinya namun prinsipnya sama yaitu untuk mengurangi kadar air bahan. Pengeringan buatan dapat dilakukan dengan dua metode yaitu : a.

Pengeringan tumpukan (batch drying), di mana bahan masuk ke dalam alat pengering sampai pada pengeluaran hasil pengeringan, kemudian dimasukkan gabah berikutnya.

Pengeringan kontinu atau berkesinambungan ( continous drying ), dimana pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan menerus.

2.3 Tipe mesin pengering buatan

Ada beberapa tipe mesin pengering buatan dimana diantaranya adalah sebagai berikut:

a. Tipe batch dryer

Alat pengering tipe batch dryer terdiri dari beberapa komponen, yaitu : 1)

Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum

chamber ).

2) Kipas digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke “plenum chamber” dan melewati tumpukan bahan di atasnya.

3) Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembaban udara pengering tersebut menjadi turun, sedangkan suhunya naik.

Seperti gambar dibawah Gambar 2.2, dimana pada alat pengering tipe batch dryer, udara pengering bergerak dari bawah ke atas melalui bahan dan melepaskan sebagian panasnya untuk menghasilkan proses penguapan. Dengan demikian udara pengering makin ke atas semakin turun suhunya. Berdasarkan tebal tumpukan bahan, tipe batch dryer digolongkan atas dua jenis yaitu “Deep

Bed

” dan “Thin Layer”.Deep Bed cocok digunakan untuk penyimpanan bahan yang telah dikeringkan.

AVA company, 1989)

Gambar 2.2 : tipe batch dryer( b.

Tipe deep bed

Pengeringan sistem Deep Bed tumpukan bahan cukup tebal dan wadah pengeringan mempunyai dasar lantai yang mempunyai lubang-lubang atau kawat anyaman sehingga udara panas dapat mengalir melalui bahan. Besar kecilnya ukuran lubang wadah ditentukan berdasarkan bahan yang dikeringkan. Pengeringan dilakukan dengan suhu yang rendah dan waktu yang lama,agar kerusakan pada bahan dapat dihindari. Contoh deep bed dapat kita lihat pada gambar Gambar 2.3.

Gambar 2.3 : Tipe deep bed(Taib dkk, 1988)

Keterangan : A.

Kipas

Plenum Chamber C.

Biji kering D.

Bidang pengeringan E. Biji basah F. Udara dan uap air keluar c.

Sistem thin layer

Prinsip kerja mesin pengering ini hampir sama dengan deep bed. Pada jenis ini pengeringan lebih luas dan ketebalan bahan dikurangi.Pergerakan bidang pengeringan tidak begitu nyata karena pengeringan ini berlangsung serentak dan merata di seluruh bagian bahan. keuntungan alat pengering jenis ini antara lain, laju pengeringan lebih cepat, kemungkinan terjadiover drying lebih kecil, tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang dikeringkan. Bijian yang dikeringkan didorong oleh udara pengering yang diteruskan ke lantai berpori atau sistem aliran udara yang diteruskan dari sebelah bawah Bin. Zona pengeringan berkembang dari batas lantai dan kemudian terus bergerak ke bawah bijian hingga menyentuh lapisan permukaan (dapat dilihat pada gambar 2.4). Selanjutnya dikemukakan bahwa pengeringan yang dilakukan denganmenggunakan alat mekanis (pengeringan buatan) akan mendapatkan hasil yang baik bila kondisi pengeringan ditentukan dengan tepat selama pengeringan dikontrol dengan baik. Pengeringan dengan sistem sinambung dilakukan dengan menggunakan alat jenis “tunnel dryer” maupun “drum dryer”.

Gambar 2.4 : Tipe thin layer(Kartasapoetra, 1994) d.

Tipe continous drying

Pada jenis ini bahan secara terus menerus dialirkan ke dalam silinder pengeringan sehingga mencapai ketebalan ± 60 cm dan tempatnya terletak di pusar “conditioning” bijian atau pusat penimbunan bijian. Biji basah memasuki puncak dari pengeringan, kemudian aliran bijian tersebut dialirkan ke bagian yang adanya pemanasan udara dan kebagian yang tanpa adanya pemanasan udara, kemudian pengeringan dihentikan dan setelah itu dilakukan pendinginan. Laju aliran bijian dapat diatur bervariasi dengan alat perlengkapan pengatur laju aliran, hal ini disesuaikan menurut jumlah kadar air bahan yang akan dipindahkan. Arah aliran udara berhubungan dengan arah aliran bahan bijian misalnya aliran udara melintasi bahan (cross flow), aliran udara berlawanan dengan arah aliran bahan (counter flow) atau arah aliran udara bersamaan dengan arah aliran bahan (concurrent flow). Beberapa

continous dryer mempunyai struktur agak rendah, tempat tumpukan bijian

mendatar (horizontal), bentuk lantai timbunan berpori dengan tujuan udara akan sampai ke bahan dengan tujuan udara akan sampai ke bahan dengan membentuk sudut. Fluidisasi (pengaliran) udara ke bahan terjadi terus menerus guna memindahkan uap air hingga sampai pengeringan terhenti.

Gambar 2.5 : Tipe continous drying( AVA company, 1989)

e. Sistem tunnel dryer

Alat ini digunakan untuk pengeringan bahan yang berbentuk/ukurannya seragam. Biasanya bahan yang dikeringkan berbentuk butiran, sayatan/irisan dan bentuk padatan lainnya. Selanjutnya dikemukakan bahwa bahan yang akan dikeringkan ditebarkandengan lapisan tertentu di atas baki atau anyaman kayu ataupun lempengan logam. Baki ini ditumpuk di atas sebuah rak/lori/truk. Jarak dibuat sedemikian rupa sehingga udarapanas dapat melewati tiap baki, sehingga pengeringan dapat seragam, sedangkan bagianatas lori harus terbuka agar uap air dapat keluar. Alat pengering terowongan (tunnel) yang arah aliran udaranya searah dengan arah pergerakan bahan dapat dilihat pada gambar Gambar 2.6.

Lori yang telah dimuati dengan bahan basah dimasukkan satu persatu ke dalamlorong (tunnel) dengan interval waktu yang sesuai untuk pengeringan bahan,terowongan ini merupakan ruangan yang panjang dan dialiri dengan udara panas.Rak/lori digerakkan dengan belt (sabuk) secara perlahan, pergerakkannya bisa searahdengan aliran udara atau berlawanan dengan arah aliran udara, panjang terowongan bisabervariasi dan dapat mencapai 27 meter dengan penampang berbentuk segi empat denganukuran 2 x 2 meter. Udara digerakkan dengan blower dan bergerak secara mendatardengan kecepatan sampai 400 meter/menit. Salah satu jenis dari “tunnel dryer”adalah yang arah pergerakan raknya searah dengan arah aliran udara dalam alat. Sifat alat ini adalah : a.

Kecepatan penguapan yang paling tinggi didapat pada awal terowongan.

Ketika bahan bergerak di dalam terowongan, maka bahan tersebut bersentuhan dengan udara yang bersuhu lebih dingin. Kecepatan pengeringan turun dan bahaya suhu yang tinggi bagi bahan berkurang.

Gambar 2.6 : Tipe tunnel dryer(Kartasapoetra, 1994)

Keterangan : A.

Pemasukan udara segar B. Kipas (Blower) C. Pemanas (heater) D.

Tempat masuk bahan basah.

Rak/lori/truk F. Tempat keluar udara G.

Tempat keluar bahan kering f.

Sistem drum dryer

Alat ini biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk larutan, bubur maupun pasta. Bagian utama dari alat ini adalah silinder logam yang berputar, dan bagian dalamnya berlubang. Sebagai media pemanas digunakan cairan atau uap air kemudian dialirkan ke bagian dalam silinder, pemanasan berlangsung secara konduksi. Alat jenis ini ada yang menggunakan satu buah silinder dan ada pula yang menggunakan dua buah silinder. Bahan basah diisikan dengan cara menyemprotkannya secara kontinyu ke permukaan luar silinder sebelah atas. Disamping itu ada juga yang dengan jalan mengalirkan bahan basah ke bagian bawah silinder, kemudian waktu silinder berputar, bahan basah tersebut akan ikut terbawa pada permukaan luar silinder. Bahan basah yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam alat melalui pipa dan dialirkan pada drum yang berputar. Dinding drum yang panas akan menguapkan air bahan sehingga bahan menjadi kering menurut yang dikehendaki. Uap panas keluar dari alat melalui saluran sebelah atas. Sedangkan bahan yang telah kering dilepaskan dari drum dengan menggunakan pisau kikis yang diatur jaraknya terhadap drum. Kemudian bahan kering ini akan mengalir ke bawah dan ditampung dengan menggunakan wadah yang telah disediakan, seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 : Tipe drum dryer(Kartasapoetra, 1994)

Keterangan : A.

Pengeluaran uap B. Pemasukan larutan C. Drum yang dipanaskan dengan uap D.

Pisau kikis Mutu beras dapat kita lihat pada tabel spesifikasi yaitu sebagai berikut:

Tabel 2.1 Spesifikasi Mutu Beras Giling Pengadaan Dalam Negeri, BULOG 2005

2.4 Kadar air

Kadar air merupakan salah satu faktor yang menyebabkan petani tidak dapat menikmati harga pasar. Demikian juga mutu hasil pengeringan pada musim penghujan lebih rendah dari musim kemarau. Untuk mengatasi hal ini dilakukan pengeringan yang dapat dikendalikan, baik yang menggunakan bahan bakar minyak maupun sumber-sumber lainnya, selain mengatasi masalah pengeringan alat pengering juga hendaknya meningkatkan mutu daripada hasil pengeringan.

Kandungan air pada butir beras dalam seluruh tingkat mutu beras adalah 14%. Penetapan kadar air ini dapat dilakukan dengan metode oven maupun dengan alat pengukur kadar air elektronik yang telah dikalibrasi lebih dahulu.

Kadar air dinyatakan dalam satuan persen dari beras basah. Kadar air merupakan faktor utama yang menyebabkan penurunan mutu beras selama penggilingan, (Damardjati dan Purwani, 1991). Menghitung penurunan kadar air gabah:

Massa gabah setelah pengeringan

Kadar air (%) =

100 % Penentuan kadar air beras dilakukan dengan cara: a.

Metode oven

1) Atur suhu oven 130C

2) Timbang 5-10 gr contoh, masukkan kedalam oven

3) Tentukan berat akhir setelah pemanasan 16 jam

4) Hitung kadar air b.

Menggunakan alat Moisture Tester

Gambar 2.8 : Moisture Tester(cina-ogpe.com 2008)

2.5 Rendemen dan mutu giling beras

Dalam penetapan mutu gabah, rendemen giling juga digunakan sebagai salah satu kriteria mutu. Pengertian rendemen giling disini adalah : mencakup rendemen beras kepala dan rendemen total beras giling. Mutu giling beras merupakan kriteria utama dalam penetapan mutu gabah karena mempunyai nilai ekonomi yang tinggi, yaitu menentukan besarnya beras yang dihasilkan.

Mutu giling mencakup berbagai kriteria, yaitu : rendemen beras giling (BG), rendemen beras kepala (BK), persentase beras pecah (BP) dan derajat sosoh beras. Disamping faktor genetis, keadaan lingkungan, panen, serta teknik penanganan pasca panen mempengaruhi mutu rendemen giling, dan sangat mempengaruhi mutu rendemen beras kepala maupun beras.

Tingkat kematangan biji berpengaruh langsung terhadap rendemen dan mutu beras serta susut hasil gabah. Pemanenan satu minggu sebelum matang akan mengalami penyusutan sekitar 13%, sedang bila terlalu lewat matang penyusutan sekitar 12%. Di samping itu beras yang dipanen sebelum matang mengandung banyak gabah hampa, gabah hijau dan butir kapur, sedangkan bila dipanen lewat matang menjadi mudah rontok dan pecah. Disamping dipengaruhi oleh umur panen dipengaruhi pula cara panen. Panen dengan sabit dan dirontok dengan mesin perontok menghasilkan rendemen lebih rendah dan persentase BP yang lebih tinggi. semakin tinggi kandungan air biji maka persentase beras pecah yang akan dihasilkan akan semakin tinggi pula. Persentase beras giling dipengaruhi oleh kadar air beras yang digiling. Kadar air yang terlalu tinggi atau yang terlalu rendah dapat menyebabkan beras menjadi hancur (tepung). Rendemen merupakan salah satu faktor yang penting. Rendemen dikatakan baik apabila dari gabah diperoleh minimum 70% beras giling, terdiri dari 50% beras kepala dan 20% beras pecah.

Pada skripsi ini penulis membuat mesin pengering padi dengan bahan bakar biomassa yaitu dengan menggunakan arang dan cangkang kemiri, tanpa menggunakan bantuan listrik karena akan menambah biaya operasional, melainkan dengan tenaga manusia. Mesin pengering padi tersebut sangat effesien bila digunakan ditengah persawahan yang belum terjangkau oleh arus listrik atau belum tersedia arus listrik, mesin tersebut berkapasitas 11 kg.

Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini, akan dijelaskan cara kerja mesin pengering padi tersebut.

Gambar 2.9 : Prinsip kerja mesin pengering gabah

2.6 Cara kerja mesin pengering gabah

Untuk menghasilkan panas buatan mengeringkan gabah digunakan arang dan cangkang kemiri sebagai bahan bakar utama, arang dan cangkang kemiri dimasukkan kedalam ruang pembakaran secukupnya untuk memudahkan dalam pembakaran awal, membutuhkan waktu yang cukup lama agar arang dan

± 3 jam, tergantung bahan bakar tambahan yang cangkang kemiri menjadi bara digunakan seperti minyak tanah untuk mempercepat proses penyalaan api. Arang dan cangkang kemiri yang telah menjadi bara sangat membantu untuk proses pembakaran bahan bakar selanjutnya, tambahkan lagi bahan bakar agar saat proses pengeringan tidak lagi dilakukan pemasukan bahan bakar tambahan karena sangat mempengaruhi temperatur diruang pembakaran dan temperatur yang akan tersalur ke dalam drum pengering. Saat arang dan cangkang kemiri telah menjadi bara didalam ruang bakar masukkan gabah kedalam drum pengering melalui saluran masuk gabah pada drum pengering, pada mesin pengering padi ini kapasitas gabah yang akan dikeringkan yaitu sebanyak 11 kg. Drum pengering yang berisi gabah basah ( belum ada mengalami proses pengeringan) ditutup dan dikunci dengan baut agar tidak ada panas yang keluar melalui saluran masuk. Sehingga panas diruang bakar akan keluar menuju saluran pipa memenuhi tabung pengatur temperatur dan tersalur kedalam drum pengering. Pada proses ini lah terjadi proses pengeringan dimana panas akan berpindah pada gabah diharapkan kadar air pada gabah dapat terangkat dan menjadi uap. Sehingga uap gabah hilang oleh panas yang ada didalam drum pengering. Untuk membantu proses pengeringan gabah yang lebih merata perlu dilakukan proses pembalikan atau pengadukan gabah, pada mesin pengering padi tersebut terdapat pengaduk yang digerakkan secara manual dimana terdapat tuas pemutar pengaduk gabah, tuas diputar berlawanan arah jarum jam hal ini dilakukan agar gabah teraduk dan terbuang kearah atas sehingga tidak menyebabkan pemadatan pada bagian ruang bawah drum pengering. Pengadukan dilakukan sesering mungkin tapi untuk pengujian tersebut pengadukan dilakukan setiap 15 menit sekali dalam waktu 1 jam. Setelah padi didalam drum cukup lama atau ± 6 jam maka proses pengeringan dapat dihentikan. Buka tutup saluran keluar gabah untuk mengeluarkan gabah didalam drum pengering sediakan wadah atau alas untuk menampung gabah kering, untuk membantu proses pengeluaran gabah dari drum pengering putar lah tuas penggerak pengaduk. Bila kadar air gabah sudah 14% maka gabah sudah memenuhi standarisasi dan dapat dilanjutkan keproses selanjutnya yaitu penggilingan.

Keunggulan mesin pengering padi yang telah dibuat: a.

Teknologi alat/mesin tepat guna b.

Bahan bakar bisa arang, kayu bakar, batok kelapa dan cangkang kemiri c. Mudah pengoperasiaanya d.

Tenaga kerja sedikit, maksimal 2 orang e. Ongkos pengeringan gabah lebih murah dari tipe-tipe yang ada dipasaran f. Tidak membutuhkan arus listrik g.

Kehilangan gabah atau kerusakan gabah sangat rendah sewaktu dalam proses pengeringan h.

Lahan penempatan alat tidak luas 1 x 3 meter i. Daya pakai alat relatif cukup lama j. Sangat cocok dioperasionalkan pada kelompok tani dipedesaaan

Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan adalah sebagai berikut a.

Luas permukaan Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering, air menguap melalui permukaan bahan.

Perbedaan suhu dan udara sekitar Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan gabah semakin cepat pemindahan panas kedalam gabah dan makin cepat pula penghilangan kadar air dari gabah. Jadi dengan semakin tingginya suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat.

Kecepatan aliran udara Semakin tinggi kecepatan udara, semakin banyak pula penghilangan uap air dari permukaan bahan. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik proses pengeringan akan semakin cepat yaitu semakin mudah air teruapkan.

Tekanan udara Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang.

Kelembapan udara Semakin lembab udara maka akan semakin lama bahan kering sebaliknya semakin kering udara semakin cepat pengeringan.

2.7 Peranan udara dalam proses pengeringan

Udara dapat dibedakan dalam 2 macam yaitu udara kering atau udara tanpa kandungan uap didalamnya dan udara basah yaitu udara dengan kandungan uap air yang tinggi. Udara merupakan campuran dari beberapa gas dengan perbandingan yang kira-kira tetap, misalnya H

2 O, O 2 , N 2 , CO 2 yang kadang kadang mengandung senyawa berbentuk gas (pencemar).

Gas murni dapat dibagi menurut jumlahnya didalam udara, yaitu: a.

2 , O 2 dan gas gas mulia

Gas yang jumlahnya tetap diudara misalnya N yaitu Ne, Ar, He, dan Xe.

b. dan H O.

2 Gas yang jumlahnya tidak tetap diudara yaitu CO c.

3 dan H

2 S yang berasal dari hasil pemecahan

Gaspengotor misalnya NH zat-zat organik atau CO yang berasal dari hasil pembakaran yang tidak sempurna dipertambangan minyak bumi. Jumlah gas mulia di udara sangat sedikit sehingga didalam perhitungan biasanya diabaikan. Komposisi udara kering terdiri dari 76,8 % N

2 , 32,2 % O 2 dan

CO sebanyak 0,03 % berdasarkan volume.Tekanan H O didalam udara, atau

besarnya tekanan atmosfer setelah dikurangi dengan tekanan udara kering disebut tekanan uap. Tekanan uap jenuh adalah tekanan tertinggi yang dapat dicapai oleh suatu ruangan pada suhu tertentu.

2.8 Perpindahan panas

Perpindahan panasialah ilmu yang meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material. (J.P.HOLMAN, 1986) Perpindahan panas diklarifikasikan menjadi a.

Perpindahan panas secara konduksi b.

Perpindahan panas secara konveksi c. Perpindahan panas secara radiasi

a. Perpindahan panas secara konduksi Ialah perpindahan energi panas (kalor) tidak diikuti dengan zat perantaranya.

Misalnya memanskan batang besi diatas nyala api, apabila salah satu ujung besi dipanaskan, kemudian ujung yang lain dipegang, maka semakin lama ujung yang dipegang semakin panas hal ini menunjukkan bahwa kalor atau panas berpindah dari ujung besi yang dipanaskan ke ujung besi yang dipegang.

Gambar 2.10 : Perpindahan panas secara konduksi (Bekti Widi Admaja, 2011)

Makapersamaannyadapatditulissebagaiberikut q k = kA = �− � atau �− �

Dimana : q = Laju perpindahan panas (w) K = Konduktivitas termal (W/(m.k))

2 A = Luas penampang yang terletak pada aliran panas (m )

dT/dx = Gradien temperature dalam arah aliran panas

b. Perpindahan panas secara konveksi

Ialah perpindahanpanasyang terjadiantarasuatupermukaan padatdanfluidayangbergerakataumengaliryang diakibatkanolehadanyaperbedaantemperatur

Perpindahan panas konveksidapatterjadidenganbeberapametode, antaralain: 1)

Konveksi paksa Ialah jika aliran disebabkan oleh pengaruh atau dengan bantuan kipas atau pompa maka metode ini dikenal sebagai konveksi paksa

2) Konveksi alami

Ialah apabila aliran ini disebabkan oleh perbedaan suhu pada aliran itu sendiri , maka metode ini dikenal sebagai konveksi alami.

3) Konveksidenganperubahanfase yaituprosesperpindahanpanaskonveksi yangdisertaiberubahnyafasefluidasepertipadaprosespendidihan (boiling) danpengembunan(kondensasi).

Gambar 2.11: Perpindahan panas secara konveksi (Anneahira, 2010) Persamaanperpindahanpanas konveksi dapat dinyatakan sebgai berikut (J.P.HOLMAN, 1986)

–T

4 )

2 k

W/m

=KonstantaStefanBolztman(5.669x10

=Emisivitaspermukaanmaterial σ

Dimana : Q =Lajuperpindahanpanasradiasi(W) ε

4 )

σA

=ε

Gambar 2.12: Perpindahan panas secara radiasi (Bekti Widi Admaja, 2011) Persamaanperpindahanpanas radiasi dapat dinyatakan sebgai berikut: (J.P.HOLMAN, 1986) q

Ialah perpindahan panas tanpa memerlukan zat perantara. Pancaran kalor hanya terjadi dalam gas atau ruang hampa, misalnya penghantaran panas matahari kebumi melalui ruang hampa udara.

Perpindahan panas secara radiasi

2 ) c.

2 K) A =Luaspermukaanperpindahanpanaskonveksi(m

Dimana: qkonv =Besarnya lajuperpindahanpanasknveksi(W) h =Koefisienkonveksi(W/m

qkonv =hA( Tw-T ∞)

Ts =Temperaturepermukaanbenda(K) Tsur =Temperaturesurrounding(K)

2.9 Sabuk dan puli

Jarak yang jauh antara 2 buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan, dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sproket pada poros. Transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali.

Gambar 2.13: Berbagai macam sabuk transmisi daya (sularso dan kiyokatsu Suga, 2004) A.

1) Sabuk-V standar (berlapis tunggal dan banyak). 2) Murah dan pasarannya luas. 3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 60°C.

1) Sabuk-V unggul (berlapis tunggal dan banyak). 2) Tahan panas minyak, dan listrik statis. Kekuatan tinggi. 3) Untuk tugas berat dan jumlah sabuk sedikit. 4) Batas temperature sampai 90°C.

1) Sabuk-V penampang pendek

2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi

3) Untuk otomobil dan puli dengan diameter kecil. Batas temperature sampai 90°C.

1) Sabuk-V tugas ringan (tipe-L)

1) Sabuk berlapis kulit dan nilon

3) Untuk mesin perkakas, dsb. Batas temperature sampai 80°C. L.

2) Dapat menghasilkan putaran dengan kecepatan sudut yang hamper tetap.

1) Sabuk berusuk banyak

3) Untuk komputer, mesin perkakas, otomobil, dsb. Batas temperature sampai 80°C.

2) Tidak siip. Dapat dipakai untuk penggerak sinkron

1) Sabuk bergigi (sabuk gilit)

3) Untuk mesin pertanian dan mesin industry. Batas temperature sampai 60°C.

2) Untuk menggerakkan poros banyak

1) Sabuk segi enam

3) Untuk otomobil besar. Batas temperature sampai 90°C.

2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi

1) Sabuk gigi penampang pendek

3) Untuk penurun putaran variabel. Batas temperature sampai 90°C.

2) Tahan lenturan dan tekanan samping

1) Sabuk-V putaran variabel

Untuk transmisi kecepatan tinggi dan daya besar dengan puli kecil dan sempit. 3) Untuk otomobil. Batas temperature sampai 80°C.

1) Sabuk-V sudut lebar. 2)

1) Sabuk-V sempit. 2) Dapat mentransmisikan daya besar. 3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 90°C.

3) Untuk mesin-mesin pertanian. Puli penegang pada keliling luar sabuk dapat dipakai. Batas temperature sampai 60°C (untuk temperatur lebih dari 60°C lebih baik dipakai sabuk-V unggul).

2) Untuk transmisi putaran tinggi dan jarak poros tetap. 3) Untuk mesin kertas, mesin tekstil, dsb. Batas temperature sampai 80°C.

Sabuk yang kita gunakan pada mesin pengering padi tersebut adalah sabuk-V, Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah dalam penanganannya dan harganya pun murah. kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 samapai 20 m/s pada umumnya, maksimum sampai 25 m/s.

Transmisi sabuk- V Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.

Tenunan tetoron atau semacamnya dpergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan dikeliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi yang besar pada tegangan yang relatif rendah hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata. Pada gambar dibawah ini dijelaskan konstruksi sabuk V.

Gambar 2.14 : Konstruksi sabuk V (sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Keterangan gambar: 1.

Terpal 2. Bagian penarik 3. Karet pembungkus 4. Bantal karet

Untuk penampang sabuk V memiliki beberapa tipe yaitu sebagai berikut:

Gambar 2.15 : Ukuran penampang sabuk-V (sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Posisi sabuk dengan puli terlihat pada Gambar 2.17 yaitu persinggungan atau sudut kontak sabuk dengan puli

Gambar 2.16 : Profil alur sabuk-V (sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang akan diteruskan dengan faktor koreksi pada tabel berikut

Tabel 2.2 Faktor koreksi(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Mesin yang digerakkan Penggerak Momen puntir puncak Momen puntir puncak

200% >200% Motor arus bolak-balik Motor arus bolak-balik

(momen normal, sangkar (momen tinggi, fasa bajing, sinkron), motor tunggal, lilitan seri), arus searah (lilitan shunt) motor arus searah (lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak tetap.

Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari 3-5 8-10 16-24 3-5 8-10 16-24 jam jam jam jam jam jam

Variabel Pengaduk 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 beban zat cair, sangat kipas angin, kecil blower

(sampai 7,5 kW) pompa sentrifugal, konveyor tugas ringan

Variabel Konveyor 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 beban sabuk kecil (pasir, batubara), pengaduk, kipas angin (lebih dari

7,5 kW), mesin torak, peluncur, mesin perkakas, mesin percetakan,

Variabel Konveyor 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 beban (ember, sedang sekrup), pompa

65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
122 123 124
125 126 127
128 129

118 119
120 121
122 123 124
125 126
18
19
20
21

117

Penampang A Penampang B

Tabel 2.3 Sabuk-V standar(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Tranmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk-V yang dipasang sebelah menyebelah. Pada tabel 2.3 dan tabel 2.4 menunjukkan nomor-nomor nominal dari sabuk standar utama, dapat dilihat pada tabel berikut

(rol, kalender) 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0

Penghancur, gilingan bola atau batang, pengangkat, mesin pabrik karet

Variabel beban besar

torak, kompresor, gilingan palu, pengocok, roots- blower, mesin tekstil, mesin kayu

130 131

132 133 134

135 136 137 138 139

140 141

142 143 144

145 146

128 129

130 131 132 133 134

135 136 137 138 139

140 141 142 143 144

145

148 149

150 151

100

150

102

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

111

Tabel 2.4 Panjang sabuk –V standar(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

171

166 167 168 169

161 162 163 164

156 157 158 159

152 153 154

147

119

116 117

113 114

106 107

109

103 104

101

166 167 168

161 162 163 164

156 157 158 159

151 152 153 154

149

146 147 148

127

Nomor Nominal Nomor Nominal Nomor Nominal Nomor Nominal

(inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm)

79 1143 1168 1194 1219 1245 1270 1295 1321 1346 1372 1397 1422 1446 1471 1499 1524 1549 1575 1600 1626 1651 1676 1702 1727 1753 1778 1803 1829 1854 1880 1905 1930 1956 1981 2000

Tabel 2.5 Panjang sabuk-V sempit(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)

Dalam tabel 2.5 diperlihatkan panjang keliling sabuk yaitu sebagai berikut

2921 2946 2972 2997 3023 3048 3073 3099 3124 3150 3175 3200 3226 3251 3277 3302 3327 3355 3378 3404 3429 3454 3480 3505 3531 3556 3581 3607 3632 3658 3683 3708 3734 3759 3785

115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

2032 2057 2083 2108 2134 2159 2184 2210 2235 2261 2286 2311 2337 2362 2388 2413 2438 2464 2489 2515 2540 2565 2591 2616 2642 2667 2692 2718 2743 2769 2794 2819 2845 2870 2896

99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114

1016 1041 1067 1092 1119

44 254 229 305 330 356 381 406 432 457 483 508 532 555 584 610 635 660 686 711 737 762 787 813 838 864 889 914 920 965 991

5V Nomor Panjang Panjang Nomor Panjang Panjang nominal sabuk keliling (mm) keliling pada jarak bagi sabuk (mm) nominal sabuk keliling

(mm) keliling pada jarak bagi sabuk (mm)

2151 2278 2405

1795 1897 2024

3V 425

3V 450

3V 475 1080 1143 1207

1076 1139 1203

5V 850

5V 900

5V 950 2159 2286 3413

3V 500

5V 750

3V 530

3V 560 1270 1346 1422

1266 1342 1418

5V 1000

5V 1060

5V 1120 2540 2692 2845

2532 2684 2837

Untuk perhitungan keliling sabuk dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 2.17: Perhitungan panjang keliling sabuk (sularso dan kiyokatsuSuga,

5V 800 1803 1905 2035

5V 710

3V 250

3V 315

3V 265

3V 280 635 673 711

631 669 707

5V 500

5V 530

5V 560 1270 1346 1422

1262 1338 1414

3V 300

3V 355 762 800 851

1012

758 796 847

5V 600

5V 630

5V 670 1542 1600 1702

1516 1592 1694

3V 355

3V 375

3V 400 902 953

1016 898 949

2004) Untuk menghitung keliling panjang sabuk

( ) = + � + −

Sumber:(sularso, kiyokatsu suga, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin 1991 )....hal 170 Dimana : diameter puli kecil ( mm )

diameter puli besar ( mm )

jarak sumbu poros ( mm )

= b.

Puli Puli adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda pada sebuah poros atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran disekelilingnya. Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk memindahkan daya. Puli digunakan untuk merubah gaya yang digunakan, meneruskan gerak rotasi, atau memindahkan beban yang berat. Sitem puli dengan sabuk terdiri dari dua atau lebih puli yang dihubungkan dengan menggunakan sabuk. Sistem ini memingkinkan untuk memindahkan daya, torsi, dan kecepatan, bahkan jika puli memiliki diameter yang berbeda dapat meringankan pekerjaan untuk memindahkan beban yang berat.

Gambar 2.18 : Konstruksi puli (bbc bitezise 2014)

Puli pada umumnya dibuat dari bahan besi tuang dan ada juga dari baja dengan bentuk yang bervariasi. Kekuatan puli dihitung berdasarkan kekuatan bagian-bagiannya. Puli merupakan Tempat sabuk untuk pemindah daya: a.

Jika pemindah daya Dengan perbandingan transmisi tidak terlalu besar bisa digunakan tanpa puli penegang b.

Jika transfer daya dengan perbandingan transmisi besar dan jarak poros dekat, maka perlu dipasang puli penegang a.

Tipe puli 1.)

2.1 Kajian Pustaka - Analisa Pengujian Mesin Pengering Gabah Dengan Pengaduk Berotari Kapasitas 11 Kg