30 Diasumsikan 65535 – TH0TL0 adalah 100 maka nilai maksimal Timer yang digunakan 100µs.
Nilai TH0 diisi maksimum 255 dan sisanya 65535-65280 dibagi dengan 256 sehingga didapat TL0 yaitu 9 dengan sisa 11 dimana sisa 11 bernilai B dalam biner sehingga nilai TL0 = 9B.
Ada enam tingkat kecepatan putar kipas dan pada kondisi kipas tidak berputar off yang digunakan dalam penelitian ini dimana nilai timer yang menjadi acuan untuk tingkat kecepatan
tersebut. Adapun enam tingkat laju aliran udara yang diperoleh dari pengukuran pada alat pengering dengan menggunakan beban 22.5 kg yaitu Timer0 untuk nyala kipas maksimal 0.455
m
3
s, Timer30 kecepatan 5 = 0.398 m
3
s, Timer35 kecepatan 4 = 0.347 m
3
s, Timer40 kecepatan 3 = 0.272 m
3
s, Timer45 kecepatan 2 = 0.169 m
3
s, Timer50 kecepatan 1 = 0.136 m
3
s. sedangkan Timer66 untuk kipas tidak berputar mati.
D. STRATEGI PENGENDALIAN
Strategi pengendalian pada sistem kendali ini terdiri dari pembacaan suhu dan kelembaban yang dideteksi sensor kemudian nilai tersebut diolah dengan persamaan EMC Henderson sehingga
menghasilkan nilai kadar air kesetimbangan Me. Nilai Me inilah yang menjadi acuan untuk pengaturan lebar pulsa tingkat kecepatan putar kipas. Gambar 27 skema strategi pengendalian.
Gambar 27. Skema strategi pengendalian Nilai Suhu dan RH
Penghubung SHT75 Penghubung SHT11
Penghubung SHT75
Mikrokontroler DT51Petrafuz
Diolah menggunakan persamaan 1
Dihubungkan Mengalirkan
udara ke tumpukan
jagung 1. M1 M3 ÆKipas Nyala max Timer0
2. M3M2 ÆKipas Tidak nyala Timer66
3. . ÆTimer50
4. .
.4ÆTimer45 5.
.4 .6ÆTimer40
6. .6
.8ÆTimer35 7.
.8 ÆTimer30
Me1, Me2 dan Me3
Dikirim ke Port 1
Mikrokontroler DT51 Low Cost
IC LM339 Pengaturan
lebar pulsa memutuskan
menghubung- kan listrik
31
E. UJI KINERJA ALAT PENGERINGAN TANPA SISTEM KENDALI
Pada penelitian ini, sebelum dilakukan pengeringan dengan sistem kendali, terlebih dahulu dilakukan pengeringan jagung pipilan tanpa sistem kendali sebagai pembanding untuk
pengeringan dengan sistem kendali. Pada pengeringan tanpa menggunakan sistem kendali ini dilakukan satu kali dimana udara lingkungan dialirkan secara kontinyu terus-menerus
menggunakan blower 1phase dengan kecepatan angin 2.34 ms meskipun RH lingkungan lebih tinggi dibanding RH di dalam pengering hingga mencapai kadar air jagung yang diinginkan yaitu
±14 b.b.
E.1 Perubahan Suhu dan RH
Pada pengeringan jagung pipilan tanpa sistem kendali diperoleh suhu rata-rata tumpukan jagung pipilan selama proses pengeringan sekitar 29.96
o
C, dimana suhu terendah selama proses pengeringan adalah 26.5
o
C dan suhu tertinggi adalah 36.9
o
C. Selama proses pengeringan suhu lingkungan cenderung fluktuatif dikarenakan cuaca yang berfluktuasi. Suhu lingkungan rata-rata
selama proses pengeringan adalah 29.7
o
C, dimana suhu tertinggi yang tercatat adalah 36
o
C dan suhu terendah adalah 25.7
o
C. Selama proses pengering berlangsung dapat dikatakan secara umum bahwa kondisi cuaca cerah pada hari pertama dan ketiga, sedangkan pada hari kedua cuaca
mendung dan hujan. Gambar 28 memperlihatkan grafik fluktuasi suhu lingkungan dengan suhu pengering terhadap bertambahnya waktu selama pengeringan.
Gambar 28. Perubahan suhu lingkungan dan suhu pengering terhadap waktu selama proses pengeringan tanpa sistem kendali
Berdasarkan grafik, pada jam ke-0 samapai pada jam ke-4.5 pukul 18:51 wib, jam ke-18 pukul 08:21 wib hingga jam ke-25.5 pukul 15:51 dan jam ke-44 pukul 10:21 sampai jam ke-
46.5 pukul 15:21 suhu lingkungan potensial untuk pengeringan. Sedangkan pada jam yang lain suhu lingkungan lebih rendah dibandingkan suhu tumpukan rata-rata di dalam pengering sehingga
tidak potensial untuk mengeringkan jagung pipilan. Pada jam ke-27 pukul 17:21 hingga jam ke- 40 pukul 06:21 terlihat suhu lingkungan mengalami penurunan yang drastis. Hal tersebut
24 26
28 30
32 34
36 38
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
Suhu
o
C
Waktu pengeringan jam Waktu 14:21 wib - 12:51 wib
Suhu Lingkungan Suhu Tumpukan rata-rata
32 dikarenakan pada saat itu terjadi hujan. Berdasarkan data suhu hasil pengujian pengeringan jagung
pipilan tanpa sistem kendali, dapat disimpulkan bahwa sistem kendali pada pengeringan sangat penting, sehingga pengeringan hanya berlangsung ketika suhu lingkungan pontensial sebagai
media pengeringan sehingga pada kondisi suhu yang tidak potensial, sistem kendali dapat meminimalkan konsumsi energi kipas dan mencegah terjadinya kenaikan kadar air karena kipas
tidak mengalirkan udara off. Berdasarkan metoda pengambilan data, terdapat lima titik pengukuran suhu tumpukan seperti
terlihat pada Gambar 13 diatas. Gambar 29 menunjukkan perubahan suhu terhadap waktu pada lima tingkatan tumpukan jagung pipilan.
Gambar 29. Grafik perubahan suhu terhadap waktu pada lima tingkatan selama proses pengeringan tanpa sistem kendali
Berdasarkan grafik diatas, dari jam ke-0 pukul 14:21wib hingga jam ke-3.5 pukul 17:51wib suhu tumpukan pada setiap tingkatan pada tumpukan jagung mengalami peningkatan.
Namun, pada jam ke-4 pukul 18:21wib hingga jam ke-16 07:51wib suhu cenderung mengalami penurunan. Hal tersebut dikarenakan pengukuran dilakukan pada malam hari dimana suhu
lingkungan pada malam hari lebih rendah dibandingkan suhu pada siang hari sehingga udara yang dialirkan pada tumpukan jagung mengakibatkan suhu tumpukan pada setiap tingkatan mengalami
penurunan. Pada jam berikutnya yaitu pada jam ke-16.5 pukul 06:51wib suhu kembali mengalami peningkatan sampai suhu rata-rata mencapai 33.68
o
C. Peningkatan suhu terjadi hingga pada jam ke-27 pukul 17:21wib. Pada jam berikutnya, suhu menurun drastis hingga mencapai
suhu 29.96
o
C dan terus menurun secara perlahan hingga suhu 28.42
o
C. Penurunan suhu terjadi hingga pada jam ke-40 jam pukul 06:21wib. Suhu kembali mulai naik kembali pada jam ke-41
pukul 07:21wib hingga mencapai 34.2
o
C sampai pada jam ke-46.5 pukul 12:51wib dan pengeringan berhenti karena kadar air rata-rata telah mencapai 13.93b.b.
Berdasarkan grafik di atas, suhu 1 lebih tinggi dibandingkan dengan suhu yang lainnya. Hal tersebut dikarenakan titik pengukuran suhu 1 terletak paling dekat dengan inlet udara lingkungan
25 27
29 31
33 35
37 39
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
Suhu t um
pukan
o
C
Waktu pengeringan jam Waktu 14:21 wib - 12:51 wib
Suhu 1 Suhu 2
Suhu 3 Suhu 4
Suhu 5
33 yang masuk ke dalam tumpukan pengering, sehingga suhu 1 relatif mendekati suhu lingkungan.
Suhu 5 relatif lebih rendah dibandingkan suhu yang lainnya, hal tersebut dikarenakan letak pengukuran suhu 5 berada paling jauh dari inlet dibandingkan suhu yang lainnya. Seperti terlihat
pada grafik, dengan semakin jauh titik pengukuran suhu terhadap inlet maka suhu pada tingkatan itu cenderung lebih rendah. Gambar 30 menunjukkan fluktuasi RH terhadap waktu selama proses
pengeringan tanpa sistem kendali.
Gambar 30. Hubungan antara RH terhadap waktu selama proses pengeringan tanpa sistem kendali. Besarnya RH berbanding terbalik dengan kemampuan udara menyerap uap air sehingga
semakin rendah RH maka semakin tinggi kemampuan udara dalam menyerap uap air dan laju pengeringan semakin cepat. Selama proses pengeringan, RH lingkungan pada siang hari jauh lebih
tinggi dibandingkan dengan RH tumpukan jagung lapisan atas. Berdasarkan grafik di atas, terlihat bahwa terjadi perbedaan yang sangat drastis antara RH lingkungan dan RH tumpukan jagung
lapisan atas pada jam ke-0 pukul 14:21wib hingga jam ke-3.5 pukul 17:51wib. Pada grafik terlihat pada jam ke-27 pukul 17:21 wib hingga jam ke-40.5 pukul 06:51wib terjadi kenaikan
RH lingkungan secara drastis sementara RH tumpukan jagung lapisan atas berubah namun tidak terlalu signifikan. Kenaikan RH lingkungan tersebut hingga mencapai RH 98 dikarenakan terjadi
hujan. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa sistem kendali untuk proses pengeringan sangat penting agar pengeringan dapat berlangsung lebih baik dan efektif yaitu ketika RH
lingkungan sangat potensial untuk pengeringan. Berdasarkan data yang diperoleh bahwa RH lingkungan tertinggi tercatat 97.65, terendah 55.25 dengan rata-rata selama pengeringan
sebesar 82.12. sedangkan RH tertinggi tumpukan jagung lapisan atas adalah 91.67, RH terendah adalah 72.64 dengan RH rata-rata selama pengeringan sebesar 85.76. Adapun selisih
rata-rata RH lingkungan dan RH tumpukan jagung lapisan atas adalah 3.64. Kelembaban mutlak merupakan salah satu acuan dalam proses pengeringan. Ketika
kelembaban mutlak lingkungan lebih rendah dibandingkan dengan kelembaban mutlak tumpukan lapisan atas maka maka akan terjadi proses pengeringan sehingga laju pengeringan akan semakin
cepat dan sebaliknya, jika kelembaban mutlak lingkungan lebih besar dibandingkan dengan kelembaban mutlak tumpukan lapisan atas maka terjadi proses pembasahan sehingga terjadi
40 50
60 70
80 90
100 110
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
Kelem b
ab an
Relatif
Waktu pengeringan jam Waktu 14:21 wib - 12:51 wib
RH Lingkungan RH Tumpukan Lap. Atas
34 peningkatan kadar air. Gambar 31 memperlihatkan hubungan antara kelembaban mutlak terhadap
waktu.
Gambar 31. Hubungan antara kelembaban mutlak terhadap waktu selama proses pengeringan tanpa sistem kendali.
Berdasarkan grafik dapat dilihat bahwa pada awal proses pengeringan hingga pada jam ke-40 kelembaban mutlak lingkungan cenderung lebih rendah daripada kelembaban mutlak tumpukan
jagung lapisan atas sehingga pada kondisi ini terjadi proses pengeringan. Namun pada saat tertentu yaitu jam ke-7 pukul 21:21wib, jam ke-22 pukul 12:21wib hingga jam ke-24 pukul 14:21wib
dan diatas jam ke-40 pukul 06:51wib kelembaban mutlak lingkungan lebih tinggi dibandingkan dengan kelembaban mutlak jagung lapisan atas. Pada kondisi ini terjadi proses pembasahan
sehingga terjadi peningkatan kadar air jagung.
E2. Perubahan Kadar
Air
Pada pengeringan jagung pipilan tanpa sistem kendali, jagung pipilan yang digunakan adalah jagung varietas hybrida yang diperoleh dari balai BALITRO di daerah Cimanggu dengan
kadar air jagung rata-rata adalah 20.48 b.k dengan beban 22.5kg. Berdasarkan hasil pengujian dengan sistem kendali pada alat pengering tipe batch dengan suhu lingkungan rata-rata 36
o
C, dan RH lingkungan rata-rata 72.64 mampu menurunkan kadar air hingga kadar air akhir rata-rata
16.08b.k yaitu terjadi penurunan kadar air sebesar 4.40 dengan waktu 46.5 jam. Gambar 32 menunjukkan perubahan kadar air rata-rata dan kadar air pada lapisan bawah, tengah dan atas
terhadap waktu pengering.
0.018 0.019
0.02 0.021
0.022 0.023
0.024 0.025
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
Kelem b
ab an
Mu tlak
g uap kg
u.k
Waktu pengeringan jam Waktu 14:21 wib - 12:51 wib
H Lingkungan H Tumpukan Lap. Atas
35 Gambar 32. Hubungan antara kadar air rata-rata lapisan terhadap waktu selama proses pengeringan
tanpa sistem kendali Berdasarkan metode pengambilan data yang telah dijelaskan sebelumnya, terdapat tiga titik
pengukuran kadar air yaitu lapisan bawah, tengah dan atas tumpukan jagung pipilan. Berdasarkan grafik terlihat bahwa terjadi perbedaan penurunan kadar air disetiap lapisan. Lapisan bawah telah
mencapai kadar air 12.7b.b setelah pengeringan sekitar 24 jam, tetapi kadar air lapisan tengah dan atas hanya mencapai 15.9b.b dan 16.1b.b. Hal tersebut dikarenakan adanya perbedaan
ketinggian sehingga besar kecepatan aliran udara pada lapisan bawah, tengah dan atas yang berbeda. Menurut Ramelan 1996, suhu dan kelembaban relatif merupakan salah satu faktor yang
menentukan proses pengeringan. Suhu yang tinggi akan mempercepat proses pengeringan. Berdasarkan hasil pengujian ini dapat diketahui bahwa pengeringan akan berlangsung lama
dan penurunan kadar air yang tidak seragam pada setiap lapisan. Dengan pengujian ini diketahui nilai kadar akhir pada lapisan bawah sebesar 12.7b.b, lapisan tengah 14b.b, dan lapisan atas
sebesar 15.1b.b. Berdasarkan grafik di atas dapat dilihat bahwa dengan bertambahnya waktu maka kadar air
jagung akan menurun. Pada waktu 27 jam pukul 17:21 wib terjadi kenaikan kadar air, hal tersebut dikarenakan terjadi hujan deras sehingga suhu udara lingkungan menurun diikuti RH yang
meningkat. Dengan keadaan tersebut menyebabkan udara yang dihembuskan ke tumpukan jagung memiliki Me yang tinggi sehingga kadar air jagung pipilan meningkat.
10 12
14 16
18 20
22 24
26
10 20
30 40
50 60
Kadar air lapisan
b.k
Waktu pengeringan jam Mulai 14:21 wib-12:51 wib
k.a Lap. Atas k.a Lap. Tengah
k.a Lap. Bawah
36
F. UJI KINERJA ALAT PENGERINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
