Dasar Teori .1 Metode Pengering kaos kaki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan dua evaporator tersusun seri dan 10 lampu 60 watt.

Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban biasanya menggunakan hygrometer atau dengan menggunakan termometer bola basah dan termometer bola kering. Prinsip kerja dari hygrometer yaitu dengan menggunakan dua buah termometer. Termometer pertama dipergunakan untuk mengukur suhu udara kering dan termometer kedua untuk mengukur suhu udara basah. Pada termometer bola kering, tabung air raksa pada termometer dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara aktual. Sedangkan pada termometer bola basah, tabung air raksa akan diberi kain yang dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi atau titik jenuh, yaitu suhu yang diperlukan agar uap air dapat terkondensasi. Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah banyaknya air yang dapat terkandung di dalam 1 kg udara. Kelembaban relatif merupakan persentase perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 kg udara dengan jumlah air maksimal yang terkandung dalam 1 kg udara dengan jumlah air maksimal yang dapat terkandung dalam 1 kg udara tersebut. Kelembaban relatif menentukan kemampuan udara pengering untuk menampung kadar air kaos kaki yang telah diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka semakin banyak uap air yang dapat diserap. b. Kelembaban Spesifik Kelembaban spesifik adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap kilogram udara kering atau perbandingan antara massa uap air dengan massa udara kering. Kelembaban spesifik umumnya dinyatakan dengan gram per kilogram dari udara kering grkg atau kgkg. Dalam sistem dehumidifier semakin besar perbandingan kelembaban spesifik setelah lemari pengering w H dengan kelembaban spesifik setelah kondensor w F , maka semakin banyak massa air yang berhasil diuapkan. Massa air yang berhasil diuap kan Δw dapat dihitung dengan Persamaan 2.1 : Δw = w H – w F 2.1 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Pada Persamaan 2.1 : Δw : Massa air yang berhasil diuapkan persatuan massa udara , kg air kg udara w H : Kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering , kg air kg udara w F : Kelembaban spesifik setelah kondensor , kg air kg udara c. Suhu Udara Suhu udara merupakan panas atau dinginnya udara disuatu tempat.Suhu udara dikatakan panas jika suhu udara pada tempat dan waktu tertentu melebihi suhu lingkungan disekitarnya dan begitu juga sebaliknya untuk suhu udara dingin. Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengeringan. Semakin besar perbedaan antara suhu udara pengering dan suhu pakaian maka kemampuan perpindahan kalor semakin besar, maka proses penguapan air juga meningkat. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau dikontrol terus menerus. Suhu udara suatu tempat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu : suhu udara bola kering dry-bulb temperature, suhu udara bola basah wet-bulb temperature, suhu saturasi dew-point temperature. Suhu udara bola kering dry-bulb temperature suhu yang ditunjukkan dengan thermometer bulb biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk suhu ini biasaya dalam Celcius, Kelvin, Fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa thermometer menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam thermometer. Jika kita ingin mengukur suhu udara dengan thermometer biasa maka terjadi perpindahan kalor dari udara ke bulb thermometer. Karena mendapatkan kalor maka zat cair misalkan: air raksa yang ada di dalam thermometer mengalami pemuaian sehingga tinggi air raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di konversika dengan satuan suhu celcius, Fahrenheit, dll. Suhu udara bola basah wet-bulb temperature merupakan pengukuran suhu yang diukur dengan menggunakan thermometer yang bulbnya bagian bawah thermometer dilapisi dengan kain yang telah dibasahi dengan air kemudian dialiri udara yang ingin diukur suhunya. Perpindahan kalor terjadi dari udara ke kain basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada kain PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada dalam thermometer. Suhu saturasi Dew-point temperature adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan aksi pengembunan ketika didinginkan. Dew-point temperature adalah titik embun udara, artinya suhu dimana udara mulai mengembun menimbulkan titik-titik air. Pengukuran suhu udara bola basah dan bola kering menggunakan termometer udara basah dan kering Gambar 2.4. Gambar 2.4 Termometer bola basah dan bola kering. d. Aliran udara Aliran udara pada proses pengeringan memiliki fungsi membawa udara panas untuk menguapkan kadar air pakaian serta mengeluarkan uap air hasil penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan agar tidak membuat udara jenuh udara pada ruangan, yang dapat mengganggu proses pengeringan. Semakin besar laju aliran massa udara panas yang mengalir maka akan semakin besar kemmapuannya menguapkan kadar air dari pakaian, namun berbanding terbalik dengan suhu udra yang semakin menurun. Untuk memperbesar debit aliran udara Q udara dapat dengan memperbesar luas penampang A ataupun kecepatan aliran udara. Untuk menghitung debit aliran dapat digunakan Persamaan 2.2 : Q udara = A . v , m 3 s 2.2 Pada Persamaan 2.2 : Q udara : Debit aliran udara , m 3 s A : Luas penampang , m 2 v : Kecepatan udara , ms Untuk menghitung laju aliran massa udara pada duct dapat digunakan Persamaan 2.3 : ṁ udara = Q udara . ρ udara , kg udara s 2.3 Pada Persamaan 2.3 : ṁ udara : Laju aliran massa udara pada duct ,kg udara s Q udara : Debit aliran udara ,m 3 s ρ udara : Densitas udara ,kgm 3 Menentukan kemampuan mengeringkan massa air dapat dihitung dengan Persamaan 2.4 M 2 = ṁ udara . Δw . 3600 ,kg air jam 2.4 Pada Persamaan 2.4 : M 2 : Kemampuan mengeringkan massa air ,kgjam ṁ udara : Laju aliran massa udara pada duct ,kg udara s Δw : Massa air yang berhasil diuapkan ,kg air kg udara e. Entalpi Entalpi menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja. Entalpi H adalah jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi H dirumuskan sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem E dan kerja W. f. Volume spesifik Volume spesifik merupakan volume udara campuran dengan satuan meter kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2.1.4 Psychrometric Chart

Psychrometric chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan properti-properti udara pada kondisi yang ditinjau. Psychrometric chart dapat dilihat pada Gambar 2.5 dimana masing-masing kurvagaris akan menunjukkan nilai property yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari properti-properti h, RH, W, SpV, T wb, T db, dan T dp bisa dilakukan apabila minimal dua buah diantara properti tersebut sudah diketahui. Gambar 2.5 Psychrometric Chart. Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart adalah sebagai berikut a Proses pendinginan dan penurunan kelembaban cooling dan dehumidifikasi, b Proses pemanasan heating, c Proses pendinginan evaporative dapat dilihat pada Gambar 2.6. Gambar 2.6 Proses-proses yang terjadi dalam psychrmetric chart. a. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban Cooling dan dehumidify. Proses pendinginan dan penurunan kelembaban adalah proses penurunan kalor sensibel dan penurunan kalor laten dari udara. Pada proses pendinginan dan penurunan kelembaban, terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik, sedangkan kelembaban relatif mengalami peningkatan, menjadi 100 . Contoh proses pendinginan dan penurunan kelembaban disajikan pada Gambar 2.7. Proses A - A’ adalah proses pendinginan sensibel, sedangkan proses A’- B adalah proses pendinginan sensibel dan laten. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.7 Proses penurunan suhu dan pengembunan. b. Proses pemanasan Heating Proses pemanasan heating adalah poses penambahan kalor sensibel ke udara . Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering, temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Naun kelembaban relatif mengalami penurunan. Sebagai contoh dari proses pemanasan, dapat dilihat pada Gambar 2.8. yaitu proses dari A ke B . Gambar 2.8 Proses pemanasan heating c. Proses pendinginan evaporatif evaporative cooling Proses pendinginan evaporatif adalah proses pengurangan kalor sensibel ke udara sehingga suhu bola kering menurun. Proses ini disebabkan oleh perubahan temperatur bola kering dan rasio kelembaban. Pada proses pendinginan evaporatif, terjadi penurunan temperature kering dan volume spesifik. Sedangkan temperature titik embun, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik mengalami peningkatan. Namun entalpi dan temperatur bola basah tetap konstan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.9 Proses pendinginan evaporatif. Contoh proses pendinginan evaporatif dapat dilihat pada Gambar 2.9 proses dari kondisi titik A ke kondisi titik B. Proses pendinginan evaporatif pada proses pengeringan kaos kaki terjadi pada saat udara memasuki ruang pengering kaos kaki sampai udara keluar dari ruang pengering kaos kaki.

2.1.5 Mesin Siklus Kompresi Uap

Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi yang dipergunakan dalam dehumidifier. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang digunakan dalam sistem kompresi uap. Refrigeran yang umum digunakan adalah yang termasuk kedalam keluarga chlorinated fluorocarbons CFCs disebut juga freon : R-11, R-12, R-21, R-22, R-502, R-13a, dan Musicool. Komponen utama dari sebuah mesin siklus kompresi uap adalah kondensor, evaporator, kompresor,dan pipa kapiler. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.10 Siklus kompresi uap. Dalam siklus Gambar 2.10 refrigeran bertekanan rendah akan dikompresi oleh kompresor sehingga menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi dan kemudian uap refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan tinggi dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran bertekanan tinggi tersebut tekanan diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran bertekanan rendah tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah. Gambar 2.11 P-h diagram siklus kompresi uap. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.12 Siklus kompresi uap pada diagram T-s. Di dalam siklus kompresi uap standar ini, refrigeran mengalami beberapa proses yaitu : a proses kompresi kering, b proses penurunan suhu, c proses pembuangan kalor ke udara, d proses pendinginan lanjut, e proses penurunan tekanan, f proses evaporasi, g proses pemanasan lanjut. Proses tersebut dapat dilihat dalam Gambar 2.11 dan Gambar 2.12. a. Proses 1a-2 merupakan proses kompresi kering Proses ini dilakukan oleh kompresor, dimana refrigeran yang berupa gas panas lanjut bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigeran menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik, maka suhu yang keluar dari kompresor juga meningkat, menjadi gas panas lanjut. b. Proses 2-2a merupakan proses penurunan suhu. Proses ini berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran gas panas lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan sampai titik gas jenuh. Proses 2-2a berlansung pada tekanan konstan. Proses ini disebut desuperheating. c. Proses 2a-3 merupakan proses pembuangan kalor ke udara lingkungan sekitar kondensor pada suhu konstan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Pada proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh. Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih tinggi daripada suhu udara lingkungan sekitar kondensor. Proses 2a-3 berlangsung pada tekanan dan suhu konstan. Refrigeran tidak mengalami perubahan suhu, kalor yang dilepas refrigeran dipergunakan untuk merubah fase. d. Proses 3-3a merupakan proses pendinginan lanjut. Pada proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga temperatur refrigeran yang keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada di fase cair. Hal ini membuat refrigeran lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler. e. Proses 3a-4 merupakan proses penurunan tekanan. Proses pendinginan berlangsung secara drastis dan pada entalpi yang tetap. Proses ini terjadi selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigerant berubah fase dari cair menjadi fase campuran cair-gas. Akibat penurunan tekanan ini, temperature refrigeran juga mengalami penurunan. f. Proses 4-1 merupakan proses evaporasi. Pada proses ini terjadi perubahan fase dari cair gas menjadi gas jenuh. Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah daripada suhu udara lingkungan sekitar evaporator. Proses 4-1 berlangsung pada tekanan tetap dan suhu konstan. Aliran kalor yang masuk ke refrigeran dari lingkungan dipergunakan untuk merubah fase refrigeran. g. Proses 1-1a merupakan proses pemanasan lanjut. Proses ini yang terjadi karena penyerapan kalor terus menerus pada proses 4-1a, maka refrigeran yang masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh ke gas panas lajut. Kemudian mengakibatkan kenaikan tekanan dan temperatur refrigeran akibat dari proses ini kompresor dapat bekerja lebih ringan.

2.2 Tinjauan Pustaka

Zakaria Bernando, Himsar Ambarita 2014, menggambarkan mesin pengering pakaian portable menggunakan AC rumah yang komponennya terdiri dari evaporator, kompresor, kondensor, katup ekspansi. Udara masuk melalui PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI evaporator kemudian uap udara yang masuk di uap kan sehingga menjadi udara yang kering, lalu udara masuk ke kompresor sehingga udara menjadi bertekanan dan bersuhu tinggi dan masuk kedalam kondensor untuk meningkatkan suhu sehingga menghasilkan udara yang keluar menjadi udara panas dan kering. Maruca 2007 menggambarkan pengeringan pakaian kabinet yang memiliki ruang pengering, kipas sirkulasi, pompa panas dan heater yang berfungsi baik sebagai dehumidifier dan pemanas heater dan sensor yang digunakan untuk meningkatkan dan mempertahankan suhu udara dalam ruang pengering setidaknya sekitar 90 ᵒF. kemudian kondenser bertindak sebagai pemanas dan evaporator yang bertindak sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas kedalam cabinet melalui inlet, yang sudah dipanaskan oleh kondensor, kemudian beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering. Selanjutnya udara dihisap ke saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh evaporator dan air ditampung pada wadah tampungan. Chao-Jung Liang 1991 menggambarkan pengering pakaian yang terbagi atas 2 ruangan. Ruangan di atas untuk pakaian yang akan dikeringkan dan ruangan di bawah untuk instalasi yang terdiri dari kompressor, 2 kipas, kondensor, evaporator. Udara disirkulasikan keluar melalui sistem kipas setelah mengalami siklus kompresi uap. Mesin ini menggunakan siklus tertutup, jadi panas yang dihasilkan oleh ruang instalasi tidak terbuang ke udara secara percuma tetapi digunakan kembali ke dalam siklus. Meda 1983 menggambarkan pengeringan pakaian cabinet yang memiliki ruang pengering, kipas sirkulasi, dan pompa panas meliputi kompresor, kondensor yang bertindak sebagai pemanas, dan evaporator yang bertindak sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas ke dalam kabinet melalui inet, dipanaskan oleh kondenser, beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering, dan diarahkan ke saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh evaporator dan air ditmpung pada wadah tampungan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Keimei; Shigeharu, dan shingo 1992 menjelaskan pengering pakaian memiliki lemari utama, sebuah dehumidifier dan pemanas. Udara disirkulasikan keluar melalui sistem kipas. Sebuah sensor suhu dioperasikan untuk mengatur suhu dalam cabinet dan exhaust ports akan membuka jika suhu diruangan terlalu tinggi. Pakaian dapat dikeringkan pada gantungan atau rak pengeringan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Obyek Penelitian

Obyek penelitian adalah mesin pengering kaos kaki hasil buatan sendiri. Alat yang dipergunakan didalam penelitian disajikan pada Gambar 3.1 Gambar 3.1 Skematik mesin pengering kaos kaki. Keterangan pada Gambar 3.1 : a. Evaporator e. Pipa kapiler b. Fan f. Lampu c. Kompressor g. Lemari pengering d. Kondensor h. Kaos kaki

3.2 Variasi penelitian

Objek yang di keringkan adalah kaos kaki orang dewasa yang berjumlah 25 pasang berbahan katun pada Gambar 3.2 , variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi awal kaos kaki : hasil perasan tangan, b hasil perasan mesin cuci. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 3.2 Kaos kaki yang digunakan.

3.3 Alat dan bahan pembuatan mesin pengering kaos kaki

Dalam pembuatan mesin pengering kaos kaki ini diperlukan beberapa bahan sebagai berikut: a peralatan untuk pembuatan, b bahan dan komponen mesin, c peralatan bantu penelitian.

3.3.1 Peralatan untuk pembuatan

Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering kaos kaki, antara lain : a. Mesin las listrik Mesin las listrik ini digunakan untuk pembuatan rangka lemari. Dengan menggunakan proses pengelasan dalam proses penyambungan rangkanya, diharapkan rangka yang dibuat akan memiliki konstruksi yang kuat dan tahan lama. b. Gerinda tangan dan gerinda potong Gerinda digunakan untuk menghaluskan bagian permukaan benda kerja atau digunakan untuk memotong suatu plat. Dalam proses pembuatan rangka mesin pengering kaos kaki gerinda yang digunakan gerinda tangan dan gerinda potong. c. Bor dan gunting plat Bor digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang digunakan untuk pemasang paku rivet dan pemasangan baut. Gunting plat digunakan untuk memotong plat seng casing mesin pengering. d. Gergaji besi dan gergaji kayu Gergaji besi digunakan untuk memotong besi, besi yang dipotong adalah besi kotak berlubang hollow yang digunakan untuk rangka mesin pengering dan lemari pengering. Sedangkan gergaji kayu digunakan untuk memotong papan kayu yang digunakan utuk chasing mesin pengering dan lemari pengering. e. Obeng dan kunci pas Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang digunakan adalah obeng - dan obeng +. Kunci pas digunakan untuk mengencangkan atau melepaskan baut. f. Meteran dan mistar Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses pembuatan rangka meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang plat seng dan besi hollow. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, seperti styrofoam dan busa. g. Pisau cutter dan cat Pisau cutter digunakan untuk memotong benda kerja seperti Styrofoam dan busa. Sedangkan cat digunakan untuk melapisi besi dan mencegah terjadinya korosi. h. Tang kombinasi dan tang riveter Tang kombinasi digunakan memotong, menarik, dan mengikat kawat agar kencang. i. Tube cutter Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga, agar potongan pipa yang dihasilkan rapi sehingga mempermudah proses pengelasan. j. Gas las Hi-cook Peralatan las yang digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipa-pipa tembaga komponen mesin pengering. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI