Perancangan Model Alat Pengering Kunyit

KARYA AKHIR

PERANCANGAN

MODEL ALAT PENGERING KUNYIT

UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN

Disusun Oleh:

MARULI TUA SITOMPUL

NIM : 005202022

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

P R O G R A M D I P L O M A I V

F A K U L T A S T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2008

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan karunia Nya lah penulis dapat meneyelesaikan karya akhir ini.

Karya akhir ini merupakan salah satu syarat bagi setiap mahasiswa untuk menyelesaikan studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri, Fakultas Teknik Program Pendidikan Diploma IV Universitas Sumatera Utara.

Adapun isi karya akhir ini adalah tentang pembuatan alat pengering kunyit, yang nantinya dapat nerguna untuk kita semua.

Saya menyadari bahwa karya akhir ini masih banyak kekurangan-kekurangan, untuk itu saya minta maaf dan masukan dari para pembaca untuk kelengkapan karya akhir ini. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua saya yang saya sayangi, Ayahanda Bapak P.Sihombing dan Ibunda N.Pardede yang telah banyak berkorban untuk saya hingga saat ini yang tidak akan mungkin dapat saya membalasnya kecuali hanya doa untuk kebaikan mereka, serta untuk kakak-kakakku, kak sarmak, kak Selma dan keluarga serta adikku benget yang membawa keceriaan didalam keluarga.

2. Bapak Ir. Zamanhuri.MT, selaku pembimbing yang telah begitu sabar memberikan petunjuk dan tuntunan dalam penyelesaian karya akhir ini. 3. Bapak Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri, Ketua Program Studi Teknologi

4. Bapak Ir.Mulfi Hazwi, Msc, selaku Koordinator Program Studi D-IV 5. Para dosen dan staf administrasi Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara.

6. Alwin Fahri Gopa dan M.Dhani Sahputra rekan dalam penyelesaian karya akhir yang telah sama-sama merasakan suka duka sejak awal pembuatan alat hingga selesainya karya akhir ini.

7. Dan juga tak lupa kepada orang yang telah mendukung/membantu penulis yaitu Ester Sianturi yang selalu siap mendampingi penulis dalam tiap detik penyelesaian penulisan Karya Akhir ini.

8. Eko, Edelfin, chairul, syawal, Reja, putra, daniel, serta rekan-rekan mahasiswa angkatan ’02 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungan moril dalam penyelesaian karya akhir ini.

Akhir kata saya sampaikan semoga karya akhir ini bermanfaat bagi kita semua

Medan, Maret 2008

NIM : 005202022 Maruli Tua Sitompul

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

DAFTAR NOTASI ... viii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Penulisan ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Metode Pembahasan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Bahan Pelat Seng ... 5

2.2 Bahan Isolasi ... 7

2.3 Bahan Bakar ... 9

2.4 Alat Perpindahan Kalor ... 10

2.5 Mekanisme Perpindahan Kalor ... 11

2.6 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dan Peralatan Pengering ... 15

2.7 Konveksi Bebas pada Pelat Horizontal ... 19

2.8 Nilai Kalor Bahan Bakar ... 20

BAB III PERANCANGAN UKURAN ALAT PENGERING ... 23

3.1 Penentuan Data Awal ... 24

3.3 Massa Kunyit yang akan dikeringkan ... 24

3.4 Energi yang dibutuhkan untuk mengurangi kadar air ... 25

3.5 Perhitungan Luas Permukaan Rak ... 27

3.6 Massa Briket (bahan bakar) ... 28

3.7 Perhitungan Luas Permukaan Ruang Bakar ... 29

3.8 Saluran Awal ... 32

3.9 Saluran Aliran Udara Panas dan Pengarah Kecepatan ... 34

3.10 Cerobong ... 36

3.11 Dimensi Alat Pengering ... 37

BAB IV PROSES KERJA MODEL ALAT PENGERING ... 40

4.1 Proses Kerja Alat ... 40

4.2 Teknik Pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data ... 42

4.3 Prosedur Pengukuran ... 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 43 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Komposisi Bahan Bakar Padat ... 26 Tabel 3.2 Konstanta untuk Permukaan Isotermal ... 27 Tabel 3.3 Laju Perpindahan Panas untuk Kemiringan Pelat yang

Berbeda ... 33 Tabel 3.4 Laju Perpindahan Panas untuk Kemiringan Pelat yang

DAFTAR GAMBAR

2.1 Bagian-bagian model alat pengering ... 4

2.2 Pelat seng ... 5

2.3 Bahan penyekat panas triplek pada sisi kiri dan kanan ... 8

2.4 Bahan penyekat panas triplek pada sisi belakang ... 9

2.5 Perpindahan Konveksi ... 12

2.6 Konveksi Paksa ... 13

2.7 Gabungan Konveksi, Konduksi dan Radiasi ... 15

3.1 Desain ruang pembakaran ... 32

3.2 Desain Saluran awal ... 34

3.3 Dimensi Alat Pengering ... 37

3.4 Cerobong ... 37

3.5 Ruang Pembakaran... 38

3.6 Rak Pengering ... 38

3.7 Jendela Pengarah ... 39

3.8 Saluran Awal ... 36

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Pengukuran pada ruang pengering Lampiran 2 Data Pengukuran pada cerobong Lampiran 3 Data Pengukuran berat kunyit Lampiran 4 Data Kadar air kunyit

Lampiran 5 Jumlah bahan bakar yang digunakan

Lampiran 6 konstanta persamaan untuk permukaan isotermal

Lampiran 7 Grafik korelasi perpindahan kalor konveksi bebas untuk perpindahan Kalor dari plat vertikal panas

Lampiran 8 Grafik korelasi perpindahan kalor konveksi bebas untuk perpindahan Kalor dari silinder horizontal

Lampiran 9 Thermodynamic Properties of Steam

Lampiran 10a Sifat-sifat konduktifitas termal pada logam Lampiran 10b Sifat-sifat konduktifitas termal bukan logam Lampiran 11 Model alat pengering

DAFTAR NOTASI

Simbol Arti Satuan

Q Laju perpindahan panas W

ud

Pengering. Kg/s

Massa udara pengering yang dialirkan keruang

Cp

dT Beda temperatur udara masuk dan keluar alat

Panas jenis udara. J/kg °C

Pengering. °C

hfg Panas laten J/kg

h Koefisien perpindahan panas konveksi W/m2

Re Angka Reynold

°C

Pr Angka Prantl

K konduktivitas termal W/m °C

ΔT Beda temperatur (Tw - T∞) °C

Β Koefisien ekspansi termal volumetrik K

L Panjang karakteristik m

Angka nusselt

Gr Angka grashof

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Berbagai hasil pertanian hanya akan dapat bertahan lama bila dilakukan proses pengawetan. Salah satu proses pengawetan yang umum digunakan adalah dengan cara pengeringan.

Sistim pengering dengan menggunakan energi matahari secara tradisional dengan cara penjemuran di alam terbuka dibawah sinar matahari dimana bahan yang akan dikeringkan diserakkan/dihamparkan dilantai semen atau diatas tikar telah lama digunakan. Dewasa ini sistim pengering tenaga matahari dengan menggunakan kolektor terus dikembangkan. Kelebihan alat ini adalah bahan yang dikeringkan ketika hujan dan malam tiba tidak perlu dipindahkan. Kekurangannya adalah tergantung cuaca, temperatur pengeringan tidak konstan dan sulit dikontrol. Kekurangan dari system pengering ini dapat dilakukan dengan cara melakukan proses pengeringan itu di tempat yang terlindung jika terjadi hujan, tetapi distribusi panas dari matahari tidak terhalangi. Untuk temperatur yang tidak konstan dan sulit di control dapat diatasi dengan melakukan proses pengeringan dengan kolektor panas atau tanpa harus menggunakan panas matahari secara langsung.Sehingga temperatur tidak konstan dapat di atasi.

Peralatan pengeringan dengan energi pemanas listrik biasanya digunakan untuk pengeringan pakaian, kertas dan pada industri tertentu. Kelebihannya adalah praktis dan kekurangannya adalah mahal.

Selain pengeringan dengan sistem tersebut diatas, pengeringan dapat dilakukan dengan bantuan alat pengering mekanis. penegringan secara mekanik meggunakan peralatan dan sumber energi dengan bantuan energi minyak, gas atau bahan bakar lainnya. Kelebihan alat ini dapat di operasikan tanpa hambatan iklim tetapi kekurangan dengan menggunakan energi bahan bakar yaitu objek pengeringan/pengasapan yang bersentuhan langsung dengan gas asap pembakaran sering terpolusi bau gas asap, karena bahan bakar yang tidak habis terbakar.

Atas dasar permasalahan tersebut diatas, diperlukan pengkajian suatu model tepat guna yang akan digunakan untuk pengeringan hasil pertanian. Pengkajian lebih lanjut terhadap karakteristik distribusi temperatur dan pola aliran fluida pengering/pengasapan untuk mendapatkan sistem dan peralatan pengering/pengasapan dalam arti teknologi relatif murah, mudah dioperasikan dan dapat digunakan untuk berbagai macam pengeringan/pengasapan.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan ini adalah untuk merancang model alat pengering kunyit sehingga kadar air pada kunyit dapat dikurangi sampai mencapai kadar air kunyit yang baik untuk di awetkan.

1.3 Batasan Masalah

Penulis menjelaskan cara merancang model alat, merancang kapasitas dan ukuran-ukuran model, perhitungan struktur kekuatan sehingga diperoleh ukuran berikut gambar serta pengeringan dengan data-data hasil pengujian. Pembatasan masalah ini dimaksudkan untuk membatasi permasalahan yang akan dibahas.

1.4 Langkah-langkah Perancangan dan Penulisan

Metode Pembahasan yang dilakukan penulis dalam penulisan laporan karya akhir ini adalah:

1. Konsultasi

Penulis Konsultasi dengan dosen pembimbing untuk mendapatkan informasi tentang topik yang akan dikerjakan.

2. Kepustakaan

Untuk menambah wawasan, penulis mempelajari buku-buku petunjuk mengenai topik yang akan dibahas tentang pemanas atau karya ilmiah yang berhubungan dengan masalah yang di hadapi.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Gambar 2.1 Bagian-bagian model alat pengering

Keterangan :

1. Cerobong

2. Dinding

3. Ruang pengering

4. Ruang pembakaran

5. Rak pengering

7. Saluran awal

8. Thermometer

Pada perancangan model alat pengering ini perlu digunakan bahan dasar untuk pembuatannya, bahan pelat seng, bahan penyekat panas, bahan bakar dan bahan penyambungan, Adapun bahan-bahan yang diperlukan adalah

2.1 Bahan Pelat Seng (Zn)

Pelat seng yang digunakan sebagai bahan alat model pengering ini adalah jenis pelat seng rata dengan tebal pelat 1 mm, Dimana plat seng digunakan dalam perancangan ini dengan ukuran 1580 x 870 mm.

Pelat seng ini memiliki konduktifitas thermal yang cukup tinggi, yaitu 112,2 W/m ºC. (Tabel Konduktivitas thermal pada seng dapat dilihat pada lampiran).

Bahan ini pelat seng ini dipilih sebagai bahan dasar pembuatan karena merupakan alat penghantar panas yang baik dan harganya relatif lebih murah untuk menghemat dana.

Seng adalah logam yang kedua setelah Cu yang diproduksi secara besar sebagai logam bukan besi. Kekuatannya rendah, tetapi titik cairnya juga rendah 419°C dan hampir tidak rusak diudara biasa, yang dipergunakan untuk pelapisan pada besi. Juga dipergunakan sebagai bahan pelat batere kering dan untuk keperluan percetakan.

Paduan 4%Al-1%Cu-Mg-Zn terutama dipergunakan untuk pengecoran cetak. Dengan paduan ini dapat menghasilkan paduan coran berbentuk rumit, yang umumnya dipakai untk penggunaan yang praktis dan perhiasan pada komponen mobil, perkakas listrik untuk dapur, pegangan untuk mesin-mesin kantor dan sebagainya.

• Massa jenis seng : 7140 kg/m3 • Titik Lebur seng : 419 0C

Sifat – sifat mekanisnya tidak begitu baik, tetapi seng memberikan permukaan yang sangat bagus, umur pakai dari matres – matres tuang semprot sangat panjang, dan dapat dikerjakan dengan kecepatan produksi yang tinggi. Juga

pekerjaan yang rumit dan berdinding tipis dapat dengan baik dibuatnya. Lebih dari setengah dari produksi tuang semprot seng dipakai di industri mobil ( seperti pompa bensin, panel instrumen, tombol pintu dan sebagainya ).

Contoh-contoh selanjutnya : siku – siku bagian mesin cuci, pengisap debu, mesin tik, aparatur foto, termasuk dalam proses pembuatan Alat Pengering Kunyit dan lain –lain. Selanjutnya seng itu sebanyak 20 – 30 % dipakai sebagai unsur paduan di dalam logam – logam lain.

Sebagai bahan murni seng banyak dipakai dalam bentuk pelat, untuk talang atap, penutup atap, dan selubung baterai. Untuk penerapan sebagai tutup atap, seng mudah dpakai,karena seng itu mudah untuk disolder atau dipatri. Suatu sifat lain dari seng ialah, bahwa ia merupakan bahan tuang yang baik sekali : terutama untuk penuangan, seng merupakan paduan ringan, dengan 4 % alumunium dan 1 % tembaga.

2.2 Bahan Isolasi (Bahan Penyekat)

Pada perancangan alat pengering digunakan triplek sebagai bahan penyekat panas, karena bahan penyekat triplek memiliki konduktivitas yang cukup (0.048 W/m oC) dan tidak terlalu berat untuk dipasangkan pada sisi-sisi dinding alat pengering. Dengan ukuran 540 mm x 870 mm, tebal 3 mm, Alat penyekat ini digunakan agar panas yang dihasilkan dari pembakaran tidak terbuang. Penyekat panas ini diletakkan di bagian samping kiri dan kanan alat pengering.

Bahan isolasi adalah bahan yang menyekat, yang artinya yang tidak mengantar. Bahan isolasi dibedakan menjadi beberapa bahan (penyekat) sebagai berikut.

• Bahan isolasi (penyekat) listrik. • Bahan isolasi (penyekat) suara. • Bahan isolasi (penyekat) getaran. • Bahan isolasi (penyekat) panas.

Bahan penyekat panas harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Koefisien panas harus rendah b. Daya tahan lembab (air) yang baik c. Daya tahan suhu yang tinggi d. Massa jenis rendah.

Untuk bahan penyekat pada bagian belakang alat pengering dibutuhkan triplek dengan ukuran 500 mm x 870 mm, tebal 3 mm.

Gambar 2.4 Bahan penyekat panas Triplek pada sisi bagian belakang

2.3 Bahan Bakar

Bahan bakar terbagi atas tiga jenis diantaranya, bahan bakar padat, bahan bakar cair, bahan bakar gas. Pada proses pengeringan ini bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar batu bara jenis briket. Dengan komposisi

Carbon = 58,8 %

H2

O

= 6.0

2

N

= 29,6

S = 0.3

Ash = 7.0

(Komposisi bahan briket ini dapat dilihat pada table 3.1)

Briket dibuat dari batu bara halus. butir halus itu berturut-turut diberi pengerjaan sebagai berikut: pengeringan, pencampuran dengan pek, pemanasan sampai 80 - 90°C, lalu ditempa dalam cetakan. Briket ini sesuai pula dipakai untuk keperluan rumah tangga.

2.4 Alat Perpindahan Kalor

Pemindah panas yang khas adalah alat yang dapat memindahkan panas atau energi dari suatu fluida ke fluida yang lain melalui suatu permukaam yang padat. Analisis perubahannya dan perancangannya melibatkan konveksi dan konduksi. Dengankata lain, alat pemindah panas di industrui, terutama industri proses, kebanyakan hanya melibatkan peristiwa konduksi dan konveksi.

Alat pemindah panas tersebut adalah panas penukar (Heat Exchanger = HE).penukar panas dibedakan beberapa jenis yaitu :

• HE untuk memanasi ( contoh pemanas = heater) • HE untuk mendinginkan ( contoh pendingin = cooler )

• HE untuk menguapkan ( contoh penguap = evaporator, ketel uap = boiler) • HE untuk mengembunkan ( contoh pengembun = condensor)

• Fluida pendingin dan yang didinginkan • Fluida pemanas dan yang dipanaskan

2.5 Mekanisme Perpindahan Kalor

Mekanisme Perpindahan Kalor dibagi menjadi tiga , yaitu : • Perpindahan Kalor Konduksi

• Perpindahan Kalor Konveksi • Perpindahan Kalor Radiasi

a. Perpindahan Kalor Konduksi

Adanya gradient temperatur akan terjadi perpindahan panas. Dalam benda padat perpindahan panas timbul karena gerakan antar atom pada temperatur yang tinggi, sehingga atom-atom tersebut dapat memindahkan panas. Didalam cairan atau gas, panas dihantar oleh tumbukan antar molekul.

Persamaan Dasar Konduksi :

q = -kA

dX dT

Keterangan :

k = konduktifitas termal

A = luas penampang

b. Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan panas terjadi secara konveksi dari pelat ke sekeliling atau sebaliknya. Perpindahan panas konveksi dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas dan konveksi paksa.

Pada konveksi pelat akan mendingin lebih cepat

Gambar 2.6 Konveksi Paksa

Adapun persamaan dasar konveksi, adalah :

TW > T∞

q = h A (Tw – T∞)

Keterangan :

q = laju perpindahan panas

h = koefisien perpindahan panas konveksi

A= luas permukaan

Tw = temperatur dinding

Prinsip Perpindahan kalor Secara Konveksi

Panas yang dipindahkan pada peristiwa konveksi dapat berupa panas laten dan panas sensible. Panas laten adalah panas yang menyertai proses perubahan fasa, sedang panas sensible adalah panas yang berkaitan dengan kenaikan atau penurunan temperatur tanpa perubahan fasa.

c. Perpindahan Kalor Radiasi

Perpindahan panas oleh perjalanan foton yang tak terorganisasi. Setiap benda-benda terus-menerus memancarkan foton secara serampangan didalam arah,waktu, dan energi netto yang dipindahkan oleh foton tersebut, diperhitungkan sebagai panas.

Persamaan Dasar Radiasi :

q = α A (T14- T24)

Keterangan :

q = laju perpindahan panas A = luas permukaan

α= tetapan Stefan boltzman T1,T2 = temperatur permukaan

Gabungan Konduksi, Konveksi & Radiasi

Gambar 2.7 Gabungan Konveksi, Konduksi, Dan Radiasi

2.6 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dan Peralatan Pengering

Prinsip dasar proses pengeringan adalah terjadinya pengurangan kadar air atau penguapan kadar air oleh udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara sekeliling dan bahan yang dikeringkan. Penguapan ini terjadi karena kandungan air diudara mempunyai kelembapan yang cukup rendah.

Pada saat proses pengeringan, akan berlangsung beberapa proses yaitu:

- Proses perpindahan massa, proses perpindahan massa uap air atau pengalihan kelembapan dari permukaan bahan kesekeliling udara.

- Proses perpindahan panas, akibat penambahan (perpindahan) energi panas terjadilah proses penguapan air dari dalam bahan ke permukaan bahan atau proses perubahan fasa cair menjadi fasa uap.

Kedua proses tersebut diatas dilakukan dengan cara menurunkan Kelembapan relatif udara dengan mengalirkan udara panas disekeliling bahan sehingga tekanan uap air bahan lebih besar dari tekanan uap air di udara sekeliling bahan yang di keringkan.perbedaan tekanan ini meneyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan keudara luar. Untuk meningkatkan perbedaantekanan udara antara permukaan bahan dengan udara sekelilingnya dapat dilakukan dengan memanaskan udara yang dihembuskan ke bahan. Makin panas udara yang dihembuskan mengelilingi bahan, maka banyak pula uap air yang dapat di ttarik oleh udara panas pengering.

Energi panas yang berasal dari hasil pembakaran menyebabkan naiknya temperature ruang pembakaran. Karena adanya perbedaan temperatur antara ruang pembakaran dengan lemari pengering, maka terjadi perpindahan panas konveksi alamiah didalam alat pengering. Udara panas didalam lemari pengering mempunyai densitas yang lebih kecil dari udara panas diruang pembakaran sehingga terjadi aliran udara.

Cara perpindahan panas konveksi erat kaitannya dengan gerakan atau aliran fluida. Salah satu segi analisa yang paling penting adalah mengetahui apakah aliran fluida tersebut laminar atau turbulen. Dalam aliran laminar, aliran dari garis aliran (streamline) bergerak dalam lapisan-lapisan, dengan masing-masing partikel fluida mengikuti lintasan yang lancar serta malar (kontiniu). Partikel fluida tersebut tetap pada urutan yang teratur tanpa saling mendahului. Sebagai kebalikan dari gerakan laminar, gerakan partikel fluida dalam aliran

turbulen berbentuk zig-zag dan tidak teratur. Kedua jenis aliran ini memberikan pengaruh yang besar terhadap perpindahan panas konveksi.

Bila suatu fluida mengalir secrara laminar sepanjang suatu permukaan yang mempunyai suhu berbeda dengan suhu fluida, maka perpindahan panas terjadi dengan konduksi molekulardalam fluida maupun bidang antara (interface) fluida dan permukaan. Sebaliknya dalam aliran turbulen mekanisme konduksi diubah dan dibantu oleh banyak sekali pusaran-pusaran (eddies) yang membawa gumpalan fluida melintasi garis aliran. Partikel-partikel iniberperan sebagai pembawa energy dan memindahkan energi dengan cara bercampur dengan partikel fluida tersebut. Karena itu, kenaikan laju pencampuran (atau turbulensi) akan juga menaikkan laju perpindahan panas dengan cara konveksi

Untuk menganalisa distribusi temperatur dan laju perpindahan panas pada peralatan pngeringan, diperlukan neraca energi disamping analisis dinamika fluida dan analisi lapisan batas yang terjadi. Setelah kiat melakukan neraca energi terhadap sistem aliran itu, dan kita tentukan pengaruh aliran itu tehadap beda temperatur dalam fluida maka distribusi temperature dan laju perpindahan panas dari permukaan yang dipanaskan ke fluida yang ada diatasnya dapat diketahui.

Keseimbangan energi panas dapat dilihat dalam rumusan berikut:

Qudout = mudCpdT = Qin = mairLHair

Qkonveksi

Pada sistem konveksi bebas dikenal suatu variable tak berdimensi baru yang sangat penting dalam penyelesaian semua persoalan konveksi alami, yaitu angka Grashof Gr yang peranannya sama dengan peranan angka Reynolds dalam sistem konveksi paksa, didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya apung dengan gaya viskositas di dalam sistem aliran konveksi alami.

= hc.A.Dt

Grƒ =

Dimana koefisien muai volume β untuk gas ideal, β = 1/T.

Koefisien perpindahan panas konveksi bebas rata-rata untuk berbagai situasi dapat dinyatakan dalam bentuk fungsi:

ƒ = = C (GrƒPrƒ)m

T

dimana subscrip f menunjukkan bahwa semua sifat-sifat fisik harus di evaluasi pada suhu film,

ƒ =

Produk perkalian antara angka grashof dan angka prandtl disebut angka Rayleigh:

2.7 Konveksi Bebas pada Pelat Horizontal

Untuk permukaan vertical angka nussel dan grashof diberi bentuk dengan L, sehingga:

NuL = C (GrL PrL)m

Dimana:

………...(JP.Holman, perpindahan panas; hal 302)

c dan m = konstanta (lihat pada table 3.2)

GrL PrL

Sedangkan untuk menghitung Gr = angka grasof dan prandil

L PrL

Gr

adalah:

L PrL =

Dimana:

G = grafitasi (m/s)

β = konstanta ΔT = beda temperatur

L = panjang permukaan (m)

V = kecepatan aliran (m2

Untuk β dievaluasi dari Te /s)

Te = Tw – 0,25 (Tw - T∞)………(JP.Holman: perpindahan panas; hal 312)

Dimana:

Tw = suhu dinding rata-rata (K)

T∞ = suhu udara rata-rata (K)

2.8 Nilai kalor bahan bakar

Nilai kalor atas (High Heating Value, HHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh secara experimen menggunakan kalorimeter dimana hasil pembakaran bahan bakar didinginkan sampai suhu kamar sehingga sebagian uap air yang terbentuk dari pembakaran hidrogen mengembun dan melepaskan panas latennya. Besarnya nilai kalor atas (HHV) bahan bakar dapat dihitung dengan rumus

Dulong sebagai berikut:

HHV = 33950 C + 144200

  

 ₋ 8

2 2

O

H + 9400 S(kJ/kg) (Cup,Archiie, W. , Prinsip-prinsip Konversi energy, hal : 46)

dimana:

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

C = Persentase karbon dalam bahan bakar

H2 = Persentase hidrogen dalam bahan bakar

S = Persentase sulfur dalam bahan bakar

Nilai kalor bawah (Low Heating Value, LHV) merupakan nilai kalor bahan bakar tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya kandungan hidrogen dalam bahan bakar berkisar 15 %, yang berarti bahwa setiap satu satuan bahan bakar 0,15 bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna air yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar adalah setengah dari jumlah mol hidrogennya.

Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada proses pembakaran dapat berasal dari kandungan air yang memang sudah ada dalam bahan bakar (moisture). Panas laten pengkondensasian uap air pada tekanan parsial 20 kN/m3

LHV = HHV - 2400 ( M + 9 H2 ) (kJ/kg) Cup,Archiie, W. , Prinsip-prinsip Konversi energy, hal : 46)

. Sehingga besarnya nilai kalor bawah dapat dihitung dengan rumus berikut:

dimana:

LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg)

M = Kandungan air dalam bahan bakar (moisture)

Perbandingan energi yang dibutuhkan untuk mengkeringkan kunyit hingga kadar air 8% dengan energi yang dihasilkan oleh bahan bakar disebut effesiensi thermal bahan bakar. Dan dapat dihitung dengan rumus dibawah ini :

LHV mf

q

× = η Dimana :

q = Energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan kunyit (kJ)

m = massa bahan bakar (kg)

Sedangkan untuk menghitung massa bahan bakar adalah :

mb n

mf = .

n = Banyak bahan bakar

m = massa bahan bakar (kg)

Energi yang dibutuhkan kunyit (kJ)

)

(mkb mka

Hl

q = −

Dimana :

Hl = Kalor laten (2257 kJ/kg)

mkb

m

= Massa kunyit sebelum pengeringan (kg)

BAB III

PERANCANGAN UKURAN ALAT PENGERING

Pada perancangan model alat pengering ini perlu diperhatikan langkah-langkah dalam melakukan proses perancangan, adapun langkah-langkah-langkah-langkah nya diuraikan sebagai berikut :

Menentukan Kadar Air Kunyit Segar / Kadar Air Kunyit yang dikeringkan

Massa Kunyit yang akan dikeringkan

Energi yang dibutuhkan Untuk mengurangi kadar air

Pada kunyit

Massa Briket

Luas Ruang Pembakaran Perhitungan Luas

Permukaan Rak

PERANCANGAN MODEL ALAT PENGERING KUNYIT

Penentuan Data Awal Berupa Berat Dan Kadar Air Kunyit

3.1 Penentuan data awal

Pada perancangan model alat pengering ini digunakan bahan kunyit yang akan dikeringkan sebanyak 2,5 kg. Kadar air yang terdapat dari kunyit yang baru dipanen diperkirakan sebesar 92% bila kunyit tersebut telah beberapa hari diperkirakan kadar airnya telah berkurang sebesar 72-76%.

Massa yang akan dikeringkan dan layak untuk pembuatan jamu sebesar 0,4 kg dengan pengurangan kadar air sebesar 8%.

Model alat pengering ini terdiri dari 5 rak, direncanakan tiap rak sebesar 7 cm x 50 cm disusun bertingkat dengan kapasitas tiap rak 500 gr. Diletakkan pada tiap rak secara merata dan tidak boleh bertumpuk sebab akan mengakibatkan tidak meratanya pengeringan

3.2 Penentuan Kadar Air Kunyit

Kadar air pada kunyit diperkirakan antara 72-76 % dan massa kunyit yang akan dikeringkan yaitu 2,5 kg, maka massa kunyit per rak adalah

5 25

= 0,5 kg

3.3 Massa kunyit yang dikeringkan

Bila pada pengeringan kunyit direncanakan hingga kadar airnya mencapai 8%, maka massa kunyit sesudah pengeringan adalah

mkb mka mkb Air

kadar = −

%

Dimana : mkb

m

= Massa kunyit sebelum pengeringan (kg)

5 , 2 5 , 2 84 ,

0 = −mka

4 , 0 ) 84 , 0 5 , 2 ( 5 ,

2 − × =

=

mka kg

Jadi massa kunyit sesudah pengeringan harus 0,4 kg agar kadar airnya bisa mencapai 8%.

3.4 Energi yang dibutuhkan untuk mengurangi kadar air sampai 8 %

Energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan kunyit hingga mencapai 8% adalah :

q = Hl (mkb – mka

Dimana Hl = Kalor laten (2257 kJ/kg)

) 7 , 4739 ) 4 , 0 5 , 2 (

2257 − =

=

q kJ

Effisiensi bahan bakar adalah :

LHV mf q × = η

Besarnya nilai kalor atas (HHV) bahan bakar dapat dihitung dari persamaan Dulong sebagai berikut:

HHV = 33950 C + 144200

    ₋ 8 2 2 O

H + 9400 S (kJ/kg)

dimana:

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

C = Persentase karbon dalam bahan bakar H2 = Persentase hidrogen dalam bahan bakar

S = Persentase sulfur dalam bahan bakar

Komposisi bahan bakar tesebut dapat dilihat pada tabel dibawah :

Tabel 3.1 Komposisi bahan bakar padat

Fuel

Proximate analysis ,% Ultimate analysis, % Heating valve

Kcal/Kg Moi-sture Volatile matter Fixed Carbon

Ash Carbon H2 O2 N2 S Ash As

reproted Dry basis Wood Peat Lignite Coal Charcoal - 56.8 34.8 19.6 12.0 - 26.0 28.2 30.5 1.9 - 11.2 30.8 45.9 83.1 - 6.0 6.2 4.0 3.0 50.2 23.1 42.4 58.8 84.6 6.0 9.6 6.7 6.0 2.3 43.3 59.6 43.3 29.6 10.7 0.1 1.3 0.7 1.3 - - 0.4 0.7 0.3 - 0.4 6.0 6.2 7.0 3.0 - 2000 4000 6755 6280 4620 4630 6110 7355 7150

(Smith M.L. and K.W. Stinson. Fuel and Combustion, Hal : 25)

HHV = 33950 (0,588) + 144200

    ₋ 8 ) 296 , 0 ( ) 06 , 0

( + 9400 (0,03)

HHV = 20244,623 kJ/kg

Sedangkan untuk menghitung LHV dapat dihitung dengan rumus berikut :

LHV = HHV - 2400 ( M + 9 H2 )(kJ/kg)(Cup, Archiie W. Prinsip-prinsip Konversi Energihal : 46)

Dimana : LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg)

M = Kandungan air dalam bahan bakar (moisture) LHV = 20244,623- 2400 (0,196 + 9 (0,06))

LHV = 18478,232 kJ/kg

LHV untuk briket adalah 18478,232 kJ/kg

0356 , 0 232 , 18478 2 , 7 7 , 4739 = × = η

Waktu pemanasan yang direncanakan yaitu 360 menit = 21600 detik, sehingga daya pemanasan adalah :

159 , 6 21600 232 , 18478 2 , 7 = × = = t q q in kW

Daya pemanasan adalah sama dengan laju pindahan kalor yaitu 6,159 kW

Temperatur rata-rata 185 458,15

2 190 180 = = + = C

Tf o K

Sifat-sifat udara pada suhu rata-rata (458,15 K) yaitu :

ρ = 0,7705 kg/m3

μ = 2,5144 × 10

k = 0,03760 W/mºC ; Pr = 0,68

-5

kg/m.s ; v = 32,719 ×10-6 Untuk βdievaluasi pada suhu Te dimana:

m/s

) (

25 ,

0 − ∞

−

=Tw Tw T

Te 65 , 460 5 , 187 ) 180 190 ( 25 , 0

190− − = =

=

Te K

β = 0,00217

65 , 460 1 1 = = Te K -1

3.5 Perhitungan luas permukaan rak

Jika panjang rak direncanakan 50,5 cm maka perkalian angka Grashof-pradlt dihitung sebagai :

7 2 6 3 2 10 74 , 1 ) 68 , 0 ( ) 10 719 , 32 ( ) 10 5 , 50 )( 180 190 )( 000217 , 0 )( 8 , 9 (

Pr = ×

×− ×

= ₋ −

L L

Gr

Dari tabel 3.2 didapat C = 0,27 ; m = 0.25 sehingga angka Nusselt menjadi :

44 , 17 ) 10 74 , 1 ( 27 , 0 , 0 4 1 7 = × = Nu

Tabel 3.2 Konstanta untuk permukaan isotermal

Geometri Grf Prf C m

Permukaan atas pelat panas atau permukaan bawah

dingin

2×104-8×106 0,54 0,25

8×106-1011 0,15 1/3

Permukaan bawah pelat panas atau permukaan atas

pelat dingin

105-1011 0,27 ¼

Dan 298 , 1 505 , 0 03760 , 0 44 , 17 = = = L k Nu

h _L W/m2

Maka untuk lebar rak dapat ditentukan :

ºC

) (

.

. − ∞

=hlbTw T q 66 , 939 ) 10 )( 505 , 0 )( 298 , 1 ( 6159 ) ( . − ∞ = = = T Tw l h q b m

Agar daya yang dibutuhkan sedikit maka dalam perencanaanya harga b diambil 0,07 m. Sehingga perpindahan kalornya untuk b = 0,07 m adalah :

105 , 0 ) 180 190 ( 07 , 0 505 , 0 298 , 1 ) ( . . − ∞ = × × − =

=hlbTw T

q Watt

3.6 Massa briket

Ruang pengering / pengasapan adalah tempat untuk mengeringkan/mengasapkan kunyit yang terbuat dari pelat dengan tebal 1 mm. Sedangkan rak untuk pengering berfungsi untuk tempat dudukan bahan yang akan dikeringkan/diasapkan, bahan rak dari pelat seng setebal 1 mm. Panas yang akan direncanakan pada tiap sela antara rak pengering adalah :

Rak 1 = 190ºC ( Temperatur rencana) ; Rak 2 = 180ºC Rak pengering berjumlah 5 buah. Bahan bakar yang digunakan adalah briket batubara. Massa satu buah briket (mb)adalah 0,15 kg. Jika digunakan (n) 48 buah briket maka massa keseluruhan briket adalah

mb n

mf = .

2 , 7 15 , 0

48× =

=

mf kg

3.7 Perhitungan luas permukaan ruang bakar

Kebutuhan udara pada ruang bakar: Massa briket 150 gr = 0,15 kg Laju aliran massa bahan bakar:

Setiap 30 menit bahan bakar yang ditambahkan sebanyak 3 buah 3 x 150 = 450 gr

Carbon balance, Oksigen Balance pada briket: Carbon balance = 0,588

C = 0,588C + (O2 + 3.76N2)→bCO2 +CN

C=0,588

2

H2

H = 0,06 ( Hidrogen )

= 0,06H2 +a(O2 +3,76N2 ) →bH2 O+CN

= 0,06H

2

2 +0,03(O2 +3,76N2 ) →0,06H2 O+0,03x3,76N2

S ( Sulfur )

S = 0,003S + a (O2 +3,76N2 ) → SO3 + CN

= 0,003S + 0,0045 (O

2

Total Udara Pembakaran Teoritis (Stoichiometric) = 0.588 + 0.003 + 0.0045 – 0.296 =

= 0.3265

Excess air/udara sisa Excess air 50 %

Kebutuhan udara 150% x 0.3265 = 0.48975 Briket (batu bara) = 0.25 gr/dt

Unsur kimia

C = 12 O2

S = 12 = 32

N = 14 H = 2

C = 0,588 x 12 = 7,056 O2

S= 0,003 x 13 = 0,036 = 0,296 x 3 = 9,472

N= 0,013 x 14 = 0,182 H= 0,06 x 2 = 0,12

Berat 1 molekul udara = 29,7

= 29,7 x 0,48975 = 14,545

Udara yang dibutuhkan :

Volume udara :

Tinggi Ruang Permukaan = 18 cm

Gambar 3.1 Desain Ruang Pembakaran

Pada bagian depan ruang pembakaran dibuat pintu yang dapat dibuka tutup, pintu ini berfungsi untuk memasukkan bahan bakar dan untuk tempat keluar masuknya udara sebanyak-banyaknyajika sewaktu-waktu temperatur didalam ruang pengasapan terlalu tinggi.

3.8 Saluran awal

Saluran awal dibuat berbentuk V seperti terlihat pada gambar 3.2.berfungsi untuk meningkatkan keseragaman distribusi panas dan kecepatan alirannya. Membuat udara panas menjadi turbulen, serta mengarahkan udara panas dari ruang pembakaran sebelum masuk kedalam ruang pengering/pengasapan. Bagian ini diletakkan diatas ruang pembakaran, dibuat dari pelat seng setebal 2 mm. Dalam perencanaannya belum diketahuti berapa derajat kemiringan pengarah awal, maka disini akan dihitung untuk kemiringan 30º, 45º, dan 60º.

Panas yang diperoleh dari ruang pembakaran sekitar 210ºC. Dengan temperatur udara luar 41ºC.

Temperatur rata-rata 125,5 398,65 2 41 210 = = + = C

Tf o K

Sifat-sifat udara pada suhu rata-rata (398,65 K) yaitu :

ρ = 0,8857 kg/m3

μ = 2,280 × 10

-5

v = 25,76 × 10

kg/m.s ; k = 0,03355 W/mºC ; Pr = 0,689

-6

m2

β =

/s 005961251 , 0 ) 41 210 ( 25 , 0 210 ( 1 1 = − − = e

T K

Hasil perkalian angka Grashof-Pradtl dihitung sebagai :

-1 010 , 82 ) 689 , 0 ( ) 10 76 , 25 ( ) 10 2 )( 41 210 )( 005961251 , 0 )( 8 , 9 (

Pr _{6 2}

3 3 = × − × = ₋ − e e Gr

Didalam pelat dengan kemiring 30º maka angka Nusselt adalah :

6257 , 1 ) 30 cos 010 , 82 ( 56 , 0 4 1 = = e Nu Dan 248 , 0 22 , 0 03355 , 0 6257 , 1 = = = L k Nu

h e W/m

2

Pindahan kalornya adalah :

ºC 7025 , 4 ) 41 210 ( 51 , 0 22 , 0 248 ,

0 × × − =

=

q W untuk kemiringan 30º

Dengan cara yang sama maka pindahan kalor untuk pelat dengan kemiringan 45º dan 60º dapat dicari dan dilihat pada tabel 3.4

Tabel 3.3 laju Pindahan Panas untuk kemiringan pelat yang berbeda

Kemiringan pelat (º) Laju pindahan panas (Watt)

30 4,7025

45 4,4686

Maka untuk pemilihan kemiringan diambil harga laju pindahan panas yang paling besar yaitu pada kemiringan pelat 30º

Gambar 3.2 Desain Saluran awal

3.9Saluran Aliran Udara Panas dan pengarah kecepatan

Saluran aliran udara panas ini berfungsi sebagai penyeragaman temperatur yang terdiri dari saluran udara panas dan pengarah aliran udara panas ke lemari, saluran udara panas terletak pada bagian samping kiri dan kanan lemari. Saluran udara panas berukuran 12 x 47 cm, yang berfungsi untuk mengalirkan udara panas kedalam lemari pengasapan. Di bagian dalam saluran udara dibuat lubang berukuran 2 x 47 cm, yang berfungsi sebagai lubang pendistribusian udara panas masuk ke dalam lemari pengering/pengasapan. Pada bagian atas lubang masuk udara dipasang pengarah kecepatan berbentuk spin berukuran 4 x 47 yang terbuat dari pelat seng setebal 2 mm, yang berfungsi untuk mengarahkan dan menyeragamkan kecepatan aliran udara panas yang masuk dari ruang pembakaran

sehingga didapat temperatur yang seragam di tiap rak. Jumlah pengarah disetiap saluran udara pemanas adalah 5 buah yang jarak pemasangan 15 cm disepanjang saluran. Dalam penggunaannya kemiringan jendela pengarah dapat diatur, maka untuk mencarai kemiringan jendela pengarah dapat dihitung dengan cara yang sama seperti pada penghitungan pengarah awal yaitu

Panas yang diperoleh dari rak pertama sekitar 190ºC. Dengan temperatur udara luar 42ºC, maka temperatur rata-ratanya adalah :

15 , 389 116 2 42 190 = = + = C

Tf o K

Sifat-sifat udara pada suhu rata-rata (389,15 K):

ρ = 0,9076 kg/m3

μ = 2,2402 × 10

-5

v = 24,78 × 10

kg/m.s ; k = 0,03286 W/mºC ; Pr = 0,683

-6

m2

β =

/s 0065359 , 0 ) 42 190 ( 25 , 0 190 ( 1 1 = − − = e

T K

-1

Hasil perkalian angka Grashof-Pradtl dihitung sebagai :

353 , 84 ) 683 , 0 ( ) 10 78 , 24 ( ) 10 2 )( 42 190 )( 0065359 , 0 )( 8 , 9 (

Pr _{6 2}

3 3 = × − × = ₋ − e e Gr

Didalam pelat dengan kemiring 30º maka angka Nusselt adalah :

6372 , 1 ) 30 cos 353 , 84 ( 56 , 0 4 1 = = e Nu Dan 1145 , 0 47 , 0 03286 , 0 6372 , 1 = = = L k Nu

h e W/m

2

Pindahan kalornya adalah :

9557 , 0 ) 42 190 ( 47 , 0 12 , 0 1145 ,

0 × × − =

=

q W untuk kemiringan 30º

Dengan cara yang sama maka pindahan kalor untuk pelat dengan kemiringan 45º dan 60º dapat dicari dan dilihat pada tabel 3.5

Tabel 3.4 laju Pindahan Panas untuk kemiringan pelat yang berbeda

Kemiringan pelat (º) Laju pindahan panas (Watt)

30 0,9557

45 0,8999

60 0,8328

Maka untuk pemilihan kemiringan pada jendela pengarah diambil harga laju pindahan panas yang paling besar yaitu pada kemiringan pelat 30º

3.10 Cerobong

Pada bagian atas ruang pengering terdapat cerobong, berfungsi sebagai lubang keluaran campuran udara panas dan uap hasil pengeringan yang memiliki dimensi awal sama dengan dimensi ruang pengering/pengasapan 51 x 51 cm dan bagian atas nyaterdapat lubang yang diperkecil dengan ukuran 26 x 26 x 10 cm. bila sudut cerobong dibuat sedemikian rupa dan dimensi bagian atasnya diperkecil, maka panas didalam lemari dapat mengalir dengan baik. Dalam pembuatan peralatan cerobong ini, pembuatan dinding miring dari cerobong dengan sudut 35o.

3.11 Dimensi Alat Pengering

Gambar 3.3 Dimensi Desain Alat Pengering

A. Cerobong

B. Ruang Pembakaran

Gambar 3.5 Ruang Pembakaran C. Rak Pengering

D. Jendela Pengarah

Gambar 3.7 Jendela Pengarah E. Pengarah Awal

BAB IV

PROSES KERJA ALAT PENGERING

Untuk memaksimalkan kinerja alat yang dirancang, harus diketahui cara kerja alat dan pedoman pemakaiannya.

4.1 Proses Kerja Model Alat Pengering

Proses kerja model alat pengering sebagai berikut:

1. Bahan bakar berupa briket dinyalakan / dibakar di ruang pembakaran,, fungsinya untuk menghasilkan uap panas yang digunakan untuk proses pengeringan kunyit. Seperti terlihat pada gambar.

Gambar 4.1 Proses pembakaran

2. Tunggu beberapa menit, agar suhu diruang pengasapan/pengeringan benar-benar stabil.

3. Lalu masukkan bahan yang akan di uji atau dikeringkan kedalam rak-rak pengering, disusun secara merata (tidak bertumpuk) karena akan mengaikibatkan proses pengeringan tidak maksimal.

4. Rak pengering dipindah-pindahkan dari atas kebawah supaya panas rak sama.

5. Uap panas dari ruang bakar akan naik ke atas dan akan diarahkan oleh pengarah awal sehingga uap panas akan mengarah kebagian kiri dan kanan.

6. Uap yang sudah naik ke atas, akan masuk melewati rak melalui pengarah aliran uap, uap akan masuk ke rak paling bawah dan sebagian lagi akan terus naik untuk masuk ke rak – rak berikutnya. 7. Uap panas sisa akan mengalir keluar melalui cerobong.

8. Proses ini dilakukan sampai tercapainya hasil yang diinginkan.

Sebagai langkah awal untuk pengujian ini dilakukan persiapan peralatan meliputi persiapan ruang bakar dan perlengkapannya, persiapan bahan yang akan diuji pada uji sampel, pemasangan termometer dan penyediaan timbangan.

Variabel yang akan diamati adalah sebagai berikut:

a. Suhu dan kelembapan udara luar masuk ruang bakar b. Suhu udara panas hasil pembakaran

c. Suhu pada pengarah awal

d. Suhu pada rak pengeringan/pengasapan e. Suhu pada cerobong

4.2 Teknik pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data

Penelitian dilakukan dengan metode pengukuran temperatur. pengambilan data pertama adalah lemari pengering diberi beban berupa bahan uji dan dilakukan pengambilan data temperatur dan penurunan berat bahan yang diuji.

4.3 Prosedur pengukuran

Prosedur pengukuran temperatur diuraikan sebagai berikut:

1. Peralatan pengering/pengasapan ditempatkan ditempat terbuka, agar udara lembab hasil pengasapan akan langsung keluar ke udara bebas

2. Pengujian dilakukan dengan melakukan pengeringan/pengasapan terhadap kunyit.

3. Ruang pengasapan diletakkan bahan yang akan diuji, sehingga bahan uji disusun memenuhi seluruh rak.

4. Untuk mengukur suhu didalam ruang pengeringan/pengasapan, thermometer diletakkan di titik-titik pengukuran.

5. Bahan uji dimasukkan kedalam ruang pengasapan/pengeringan setelah suhu didalam ruang pengeringan/pengasapan benar-benar stabil dan sebelum dimasukkan bahan uji ditimbang terlebih dahulu.

6. Pembacaan suhu pada thermometer dilakukan setiap beberapa saat sekali. 7. Pengukuran berat bahan uji dilakukan tiap 1 jam sekali, untuk mengetahui

BAB V KESIMPULAN

Berdasarkan perhitungan dan perancangan yang dilakukan maka dihasilkan kesimpulan sebagai berikut :

I. Konstruksi alat pengering :

1. Pelat Seng yang dibutuhkan

pada sisi kanan dan sisi kiri : 870 mm x 540 mm 2. Pelat seng yang dibutuhkan

Pada sisi belakang : 870 mm x 500 mm

3. Rak pengering : 50,5 cm × 7 cm sebanyak 5 buah 4. Ruang bakar : 51 cm × 51 cm × 18 cm

5. Jendela pengarah : 47 cm × 12 cm

6. Saluran awal : 51 cm × 44 cm kemiringan 30º

7. cerobong : 30 cm × 26 cm

8. lebar bahan penyekat yang dibutuhkan pada sisi kiri

dan kanan : 870 mm x 540 mm

9. Lebar bahan penyekat yang Dibutuhkan pada sisi

II. Kelebihan Model Alat Pengering

• Alat pengering ini dapat di operasikan dalam keadaan apapun tanpa bergantung pada cuaca atau iklim tertentu.

• Distribusi gas panas pada ruang pengering dapat diatur melalui jendela pengarah.

III. Kekurangan Model Alat Pengering • Effisiensi bahan bakar terlalu kecil.

• Lama pengeringan tidak merata pada tiap-tiap rak.

• Waktu yang diperlukan untuk melakukan proses pengeringan terlalu lama.

IV. Saran

• Agar bahan bakar yang digunakan pada alat pengering ini diganti dengan bahan bakar lain agar lebih effisien.

• Dalam pengujian tiap 30 menit sekali rak pengering dipindah-pindahkan agar waktu lama pengeringan merata.

DAFTAR PUSTAKA

1. Holman, Jack P.,”Perpindahn Kalor”, Cetakan Keempat, PT.Gelora Aksara Pratama, Jakarta, 1994

2. Surdia Tata, Saito Shinroku., “Pengetahuan Bahan Teknik”, Cetakan keenam, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 2005

3. Amanto Hari, Daryanto., “Ilmu Bahan”, PT. Bumi Aksara, Jakarta, 1999 4. Beumer B.J.M, Anwir B.S, (penerjemah),“Ilmu Bahan Logam”, Jilid 2,

Bhratara, Jakarta, 1994

5. Smith M.L and K.W Fuel and Combustion.Mc Graw-Hill.1952. 6. Cup,Archiie W.Prinsip-prinsip Konversi Energi.Erlangga.Jakarta.1987

Lampiran 1

Tabel Data Pengukuran Pada Ruang Pengering

Waktu Pengukuran

( Menit )

Temperatur Pengukuran ( º C )

Temperatur Dinding (º C ) Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5

0 0 0 0 0 0 0

30 190 180 170 150 140 100

60 115 105 95 75 65 55

90 125 120 115 110 100 60

120 140 130 120 115 105 70

150 150 140 130 120 108 90

180 160 145 135 125 110 80

210 160 145 135 125 110 80

240 160 145 135 125 110 80

270 160 145 135 125 110 80

300 160 145 135 125 110 80

330 160 145 135 125 110 80

360 160 145 135 125 110 80

390 160 145 135 125 110 80

420 160 145 135 125 110 80

Lampiran 2

Tabel Data Pengukuran Temperatur Pada Cerobong

Waktu Pengukuran ( Menit )

Temperatur Pengukuran ( º C )

Temperatur Dinding ( º C )

0 0 0

30 125 100

60 50 55

90 90 60

120 95 70

150 98 90

180 100 80

210 100 80

240 100 80

270 100 80

300 100 80

330 100 80

360 100 80

390 100 80

420 100 80

Lampiran 3

Tabel Data Pengukuran Berat Kunyit

Waktu Pengukuran

( Menit )

Berat Pengukuran ( gram )

Temperatur Dinding (º C ) Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5

0 500 500 500 500 500 -

30 450 440 470 480 490 100

60 420 430 450 460 470 55

90 360 380 410 440 450 60

120 320 310 370 400 420 70

150 280 300 330 380 400 90

180 240 260 290 360 380 80

210 200 220 250 340 360 80

240 160 180 210 320 340 80

270 120 140 190 300 320 80

300 80 100 150 240 300 80

330 40 80 110 180 250 80

360 - - 90 160 210 80

390 - - - 140 160 80

420 - - - 100 120 80

Lampiran 4

Tabel Pengukuran Kadar Air Kunyit

Waktu Pengukuran ( Menit )

Kadar Air Kunyit ( % )

Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4 Rak 5

0 92 92 92 92 92

30 82 80 86 88 90

60 76 78 82 84 86

90 64 68 74 80 82

120 56 54 66 72 76

150 48 52 58 68 72

180 40 42 50 64 68

210 32 36 42 60 64

240 24 28 34 56 60

270 16 20 30 52 56

300 8 12 22 40 52

330 0 8 14 28 42

360 - - 10 24 34

390 - - - 20 24

420 - - - 12 16

Lampiran 5

Tabel Jumlah bahan bakar yang digunakan

Waktu Pengukuran ( Menit )

Penambahan Bahan Bakar ( Buah )

Total Bahan Bakar Terpakai ( Buah )

0 0 6

30 3 9

60 3 12

90 3 15

120 4 19

150 4 23

180 4 27

210 4 31

240 4 35

270 4 39

300 4 43

330 4 47

360 4 51

390 4 55

420 5 60

Lampiran 6

Tabel Konstanta Persamaan untuk Permukaan Isotermal

Geometri Grf Prf C m

Bidang dan Silinder Vertikal

10-1- 10 10 -4 4 - 10 10 9 9 - 10 10 13 9 - 10

Gunakan lampiran 7

13

0.59 0.021

0.10

Gunakan lampiran 7 1/4 1/3 1/3 Silinder Horizontal 0 - 10

10 -5 -5 - 10 10 4 4 - 10 10 9 9 - 10 10 12 -10 - 10 10 -2 -2 - 10 10 2 2 -10 10 4 4 - 10 10 7 7 - 10 0.4 12

Gunakan lampiran 8 0.53 0.13 0.675 1.02 0.850 0.480 0.125 0

Gunakan lampiran 8 1/4 1/3 0.058 0.148 0.188 1/4 1/3 Permukaan atas plat

panas atau permukaan bawah plat dingin

2x104-8x106 0.54 1/4

Permukaan atas plat panas atau permukaan

bawah plat dingin

8x106-1011 0.15 1/3

Permukaan bawah plat panas atau permukaan

atas plat dingin

105 - 1011 0.27 1/4

Silinder vertical tinggi = diameter Panjang

karakteristik=diameter

104 - 106 0.775 0.21

Benda padat tak teratur, panjang

karakteristik=jarak yang ditempuh partikel fluida dalam lapisan batas

Lampiran 7

Grafik Korelasi perpindahan kalor konveksi bebas untuk perpindahan kalor dari plat vertikal panas

Lampiran 8

Grafik Korelasi Perpindahan Kalor Konveksi-Bebas untuk Perpindahan Kalor dari Silinder Horizontal

Lampiran 11 Gambar model alat pengering

Gambar A. model alat pengering

Gambar C. alat pengukur suhu (Thermometer)

Gambar E. proses pengeringan

Tabel Konstanta Persamaan untuk Permukaan Isotermal

Geometri

Gr

f

Pr

f

C

m

Bidang dan Silinder Vertikal

10-1- 10 10 -4 4 - 10 10 9 9 - 10 10 13 9 - 10

Gunakan lampiran 7

13

0.59 0.021

0.10

Gunakan lampiran 7

1/4 1/3 1/3 Silinder Horizontal 0 - 10

10 -5 -5 - 10 10 4 4 - 10 10 9 9 - 10 10 12 -10 - 10 10 -2 -2 - 10 10 2 2 -10 10 4 4 - 10 10 7 7 - 10 0.4 12

Gunakan lampiran 8

0.53 0.13 0.675 1.02 0.850 0.480 0.125 0

Gunakan lampiran 8

1/4 1/3 0.058 0.148 0.188 1/4 1/3 Permukaan atas plat

panas atau permukaan bawah plat dingin

2x104-8x106 0.54 1/4

Permukaan atas plat panas atau permukaan

bawah plat dingin

8x106-1011 0.15 1/3

Permukaan bawah plat panas atau permukaan

atas plat dingin

105 - 1011 0.27 1/4

Silinder vertical tinggi = diameter Panjang

karakteristik=diameter

104 - 106 0.775 0.21

Benda padat tak teratur, panjang

karakteristik=jarak yang ditempuh partikel fluida dalam lapisan batas

Lampiran 7

Grafik Korelasi perpindahan kalor konveksi bebas

untuk perpindahan kalor dari plat vertikal panas

Grafik Korelasi Perpindahan Kalor Konveksi-Bebas

untuk Perpindahan Kalor dari Silinder Horizontal

Lampiran 11 Gambar model alat pengering

Gambar A. model alat pengering

Gambar B. bahan bakar briket

Gambar E. proses pengeringan

Gambar F. proses pembakaran