PERANCANGAN MESIN PENGERING BUAH MANGGA KAPASITAS 50 KG/PROSES

PERANCANGAN MESIN PENGERING BUAH MANGGA
KAPASITAS 50 KG/PROSES
TUGAS AKHIR
BIDANG KONVERSI ENERGI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program SarjanaTeknik (S1)

Oleh :
RIQI ZAINUL ERFIN
201010120311122

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014

i


POSTER

ii

LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :
RIQI ZAINUL ERFIN
201010120311122
Yang telah disahkan oleh :

(Ir. Herry Suprianto, MT.)
NIP. 108.8709.0049

(Ir. Mulyono, MT.)
NIP. 108.9109.024


iii

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama

: Riqi Zainul Erfin

Nim

: 201010120311122

Bidang Keahlian

: Konversi Energi


No. ST. Pem. TA

: E.2/ 123/ FT/ UMM/ III/ 2014

Judul

: Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50
kg/proses

Pembimbing I
No.

: Ir. Herry Supriyanto, MT
Paraf
CatatanAsistensi

Dosen Pembimbing I

1


Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2

Konsultasi Bab I dan ACC Bab I

3

Konsultasi Bab II

4

ACC Bab II

5

Konsultasi Bab III

6


ACC Bab III

7

Konsultasi Bab IV

8

Konsultasi Bab V ACC dan Seminar Hasil

Malang, 27 Oktober 2014

Ir. Herry Suprianto, MT.
iv

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144


LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama

: Riqi Zainul Erfin

Nim

: 201010120311122

Bidang Keahlian

: Konversi Energi

No. ST. Pem. TA

: E.2/ 123/ FT/ UMM/ III/ 2014

Judul


: Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50
kg/proses

PembimbingII

: Ir. Mulyono, MT
Paraf

No.

CatatanAsistensi

1

Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2

Konsultasi Bab I dan ACC Bab I


3

Konsultasi Bab II

4

ACC Bab II

5

Konsultasi Bab III

6

ACC Bab III

7

Konsultasi Bab IV


8

ACC Bab IV

9

Konsultasi Bab V ACC dan Seminar Hasil

Dosen pembimbing II

Malang, 27 Oktober 2014

Ir. Mulyono, MT
v

LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama

: Riqi Zainul Erfin


Nim

: 201010120311122

Tempat/Tanggal Lahir

: Lumajang, 08 Februari 1991

Jurusan

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Instansi

: Universitas Muhammadiyah Malang


Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Mesin
Pengering Buah Mangga Kapasitas 50 kg/proses” yang diajukan untuk
memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/ atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber
informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk
digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 27 Oktober 2014
Yang menyatakan,

Riqi Zainul Erfin

vi

ABSTRAKSI
Buah mangga merupakan salah satu hasil pertanian yang mempunyai potensi
besar di Indonesia. Perkembangan teknologi pengolahan saat ini, telah meningkatkan
pemanfaatan buah mangga menjadi berbagai macam produk olahan. Buah mangga tidak
tahan lama disimpan karena mengandung kadar air yang cukup tinggi. Dengan
dilakukan pengeringan pada mangga, kadar air mangga dapat dikurangi hingga
mencapai batas tertentu. Mangga yang dikeringkan akan memiliki kualitas yang baik
apabila diperoleh melalui prosedur dan proses yang tepat. Perancangan ini bertujuan
untuk mengetahui jenis mesin pengering yang tepat untuk pengeringan buah mangga.
Pengering ini berkapasitas 50 kg/prosesdan berbentuk persegi, didalamnya
berisi rak–rak dengan alas yang berlubang – lubang sebagai tempat buah mangga yang
akan dikeringkan. Proses pengeringan disini menggunakan uap air panas. Dari hasil
perancangan didapat beban pemanasan 72.935,184 kj dengan energi sebesar 10,13 kw
lama pengeringan selama 2 jam pada temperatur 70 oC.
Kata kunci: Mesin pengering, Mangga

ABSTRAKSI
Mango fruit is one of the crops that have great potential in Indonesia. The
development of today's processing technology, has increased the utilization of mango into
various refined products. Mango fruit is not durably saved because they contain high
water content. By drying the mango, it’s water content can be reduced up to a certain
limit. Dried mango will have a good quality when obtained through proper procedures
and processes. This design aims to determine the exact type drying machine of mango.
This drying machine has a capacity of 50 kg / processes and square shaped, in it
contains trays with perforated base as a mango place to be dried. The drying process is
using steam. From the results of the design, 72935.184 kj heating load obtained with
10.13 kw of energy with 2 hours long drying at a temperature of 70 ° C.
Keyword: Drying Machine, Mango

vii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang
mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas
50 kg/proses ” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa
ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih
atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran,
serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi
ini. Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :
1. Keluarga Besar saya yang selalu memberikan bantuan materil maupun non
materil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan
terlupakan.
2. Bapak Ir. Herry Supriyanto, MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga
terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.
5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.

viii

7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,
B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu
memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT
memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 27 Oktober 2014

Riqi Zainul Erfin

ix

DAFTAR ISI
COVER ............................................................................................................i
POSTER ...........................................................................................................ii
LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ........................................................iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I .....................iv
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II....................v
LEMBARAN PERYATAAN ...........................................................................vi
ABSTRAKSI INDONESIA .............................................................................vii
ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS .................................................................vii
KATA PENGANTAR ......................................................................................viii
DAFTAR ISI ....................................................................................................x
DAFTAR TABEL ............................................................................................xiii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................xiv
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................1
1.1.Latar Belakang .............................................................................................1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................3
1.3. Tujuan Perancangan ..............................................................................3
1.4. Manfaat Perancangan ............................................................................3
1.5. Batasan Masalah....................................................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................5
2.1. Pengertian dan Manfaat Buah Mangga .................................................5
2.2. Teori Dasar Pengeringan ......................................................................7
2.3. Mekanisme Pengeringan .......................................................................8
2.4. Jenis-jenis dan Pemilihan Mesin Pengering ..........................................9

x

2.4.1. Jenis-jenis Mesin Pengering ........................................................9
2.4.2. Pemilihan Mesin Pengering ........................................................11
2.5. Komponen-komponen Mesin Pengering ...............................................12
2.6. Proses Perpindahan Panas ....................................................................15
2.6.1. Perpindahan Panas Konduksi ......................................................16
2.6.2. Perpindahan Panas Konveksi ......................................................17
2.6.3. Perpindahan Panas Radiasi .........................................................19
2.7. Aliran Viskositas ..................................................................................20
2.8. Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh ............................................21
2.9. Penguapan ............................................................................................22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................24
3.1. Konsep Desain Awal ............................................................................24
3.2. Diagram Alir Perancangan ...................................................................25
3.3. Lanakah-langkah Perancangan .............................................................26
3.4. Analisa dan Perhitungan .......................................................................28
3.5. Variabel-variabel yang ada ...................................................................29
BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN ................................................30
4.1. Data Perancangan .................................................................................30
4.2. Perhitungan Dimensi Ruang Pengering.................................................30
4.3. Perhitungan Beban Pemanasan Bahan ...................................................31
4.3.1. Panas air dalam bahan .................................................................31
4.3.2. Panas penguapan air dalam bahan pada suhu 70o C .....................32
4.4. Perhitungan beban pemanas pada mesin pengering ...............................32
4.4.1. Komponen yang terdapat pada ruang pengering ..........................32

xi

4.4.2. Beban pemanas pada dinding dalam ............................................35
4.4.3. Beban pemanas pada dinding luar................................................41
4.4.4. Beban pemanas pada pintu ..........................................................49
4.4.5. Beban pemanas pada cerobong uap .............................................53
4.5. Kebutuhan air setiap kali proses pengeringan .......................................54
4.6. Pemakain bahan bakar setiap kali proses pengeringan ..........................55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................56
5.1. Kesimpulan ..........................................................................................56
5.2. Saran ....................................................................................................57
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Kandungan Buah Mangga .............................................................. 6
Tabel 4.1 : Kandungan nilai kalori ................................................................... 55

xiii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1: Alat pengering tipe rak ................................................................ 2
Gambar 2.1: Mesin pengering tipe rak ............................................................. 9
Gambar 2.2: Mesin pengering berputar ............................................................ 10
Gambar 2.3: Mesin pengering beku .................................................................. 11
Gambar 2.4: Mesin pengering semprot ............................................................. 11
Gambar 2.5: Mesin pengering tipe rak ............................................................. 12
Gambar 2.6: Tipe rak ....................................................................................... 13
Gambar 2.7: Perpindahan panas konduksi ........................................................ 16
Gambar 2.8: Perpindahan panas konveksi ........................................................ 17
Gambar 2.9: Perpindahan panas konveksi paksa............................................... 18
Gambar 2.10: Perpindahan panas Radiasi ......................................................... 19
Gambar 2.11: Perpindahan panas menyeluruh melalui dinding datar ................ 21
Gambar 3.1 Konsep Mesin Pengering Mangga ................................................. 24
Gambar 3.2 : Diagram Alir Perancangan .......................................................... 25

xiv

DAFTAR PUSTAKA



Holman, Jp. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga



Suharto, Ir. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta. Rineka Cipta



Tardan Suryaman, Ir. 1997. Mangga Budidaya dan Pasca Panen. Jakarta.
Kanisius



DIPERTA Kab. Probolinggo 2012



Alat Pengering diakses dari http: //www.westryantindaon.blogspot.com/
pada tanggal 20 Mei 2014



Tabel Panas Laten diakes dari www.scribd.com/doc/49093686/,wikipedia
pada tanggal 21 Juni 2014.

xv

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Mangga atau mempelam adalah nama sejenis buah, nama asli buah

ini Maanga. Nama buah ini berasal dari daerah Malayalam yang terletak disekitar
perbatasan India dengan Burma. Mangga termasuk ke dalam marga Mangifera
yang terdiri dari 35-40 anggota dan suku Anacardiaceae. Mangga mempunyai zat
tenaga, kadar air, kadar serat, karbohidrat, kalsium, dan vitamin-vitamin lainnya.
Pohon mangga termasuk tumbuhan kelompok arboreus, yaitu tumbuhan berkayu
yang mempunyai tinggi batang lebih dari 5 m. Pohon mangga bisa mencapai
tinggi 10-40 m. (Ir. Suryaman Tadan, 1997)
Buah mangga memiliki sifat mudah rusak, ini dipengaruhi kadar air
yang sangat tinggi sekitar 80%, kandungan air yang sangat tinggi memudahkan
buah mangga cepat rusak. Di daerah Probolinggo potensi sentra produksi buah
mangga lebih dari 2.639 ton (DIPERTA Kab. Probolinggo 2012). Potensi yang
cukup besar ini seharusnya dimanfaatkan untuk membuat berbagai olahan buah
mangga salah satunya dengan cara pengeringan. Pengolahan buah mangga selain
mencegah buah mangga rusak juga dapat membuat harga mangga menjadi
semakin mahal. Harga buah mangga yang sudah dikeringkan kurang lebih dapat
mencapai 25 ribu rupiah per 250 gramya, sedangkan harga buah mangga antara 10
sampai 12 ribu rupiah per kilogram.

1

2

Pengeringan hasil pertanian dengan menggunakan energi matahari
biasanya dilakukan dengan menjemur bahan diatas alas jemuran atau lamporan,
yaitu suatu permukaan yang luasnya dapat dibuat dari berbagai bahan padat.
Sesuai dengan sistem dan peralatannya serta pertimbangan faktor ekonomis, alat
jemur dapat dibuat dari anyaman tikar, anyaman bambu, lembaran seng, lantai
batu bata atau lantai semen. Pengeringan ini adalah pengeringan yang paling
sederhana (dengan cara penjemuran). Penjemuran adalah usaha pembuangan atau
penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang cukup.
Kendala yang dihadapi jika proses pengeringan memanfaatkan
tenaga matahari terkendala masalah cuaca yang tidak menentu sehingga kurang
produktif. Menyikapi masalah ini penulis mencoba mencari jalan keluar dengan
merancang mesin pengering. Pengeringan menggunakan bahan bakar sebagai
sumber panas (bahan bakar cair, padat, listrik). Tray Dryer jenis pengering
berbentuk persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat
bahan yang akan dikeringkan cocok untuk bahan yang berbentuk padat.

Gambar 1.1 : Alat pengering jenis tray dryer.
Sumber: http: //www.westryantindaon.blogspot.com/

3

Melalui perancangan mesin pengering mangga kapasitas 50 kg per proses ini
diharapkan dapat memberi informasi untuk pembuatan mesin pengering mangga
yang dapat meningkatkan produktivitas.
1.2

Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah diatas, maka rumusan masalahnya adalah:
a) Bagaimana dimensi mesin pengering mangga dengan kapasitas 50 kg per
proses?
b) Berapa kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga dapat
diketahui jumlah energi yang digunakan?

1.3

Tujuan Perancangan
Dari rumusan masalah diatas, maka tujuan peracangannya adalah:
a) Memperoleh bentuk dimensi alat pengering mangga kapasitas 50 kg per
proses.
b) Mengetahui kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga
dapat diketahui jumlah energi yang digunakan.

1.4

Manfaat Perancangan
Manfaat yang diperoleh dari perancangan mesin ini antara lain:
a) Sebagai acuan untuk pembuatan mesin pengering mangga selanjutnya.
b) Resiko terjadinya pembusukan mangga dapat dikurangi.
c) Memberi informasi tentang mangga itu sendiri.

1.5

Batasan Masalah
Untuk menghidari pembahasan yang terlalu meluas dalam perancangan ini

diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut :

4

a) Kapasitas mangga yang dikeringkan 50 kg per proses.
b) Menggunakan sistem Tray Dyer.
c) Mangga disusun secara merata diatas tray.
d) Menggunakan LPG sebagai sumber pemanas.
e) Menggunakan air sebagai media pemanas.
f) Diasumsikan panas di dalam ruang pengeringan merata.
g) Batasan-batasan lainya akan ditentukan pada saat perhitungan.