OPTIMISASI BIAYA KONSTRUKSI PENGERING ERK

sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 17 m 2 . Kipas dengan daya 656 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 15 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 35.7 jam Lampiran III-8. 4. Skenario 4 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp 10.123.000,- dengan ukuran bangunan 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 2.8 m x 2.8 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 386 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar tidak mengkilat seluas 5.12 m 2 , dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar - sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 1.2 m 2 . Kipas dengan daya 247 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 45 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 1.1 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 50 jam Lampiran III-2. 5. Skenario 5 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp 10.416.000,- dengan ukuran bangunan 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 2.8 m x 2.8 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 386 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar tidak mengkilat seluas 5.12 m 2 , dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar - sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 3.6 m 2 . Kipas dengan daya 245 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 48 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 3.3 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 40.7 jam Lampiran III-9. 6. Skenario 6 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp 11.275.000,- dengan ukuran bangunan 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 2.8 m x 2.8 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 386 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar tidak mengkilat seluas 5.12 m 2 , dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar - sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 18.4 m 2 . Kipas dengan daya 235 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 60 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 8.5 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 35.7 jam Lampiran III-10. 7. Skenario 7 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp 11.114.000,- dengan ukuran bangunan 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 2.8 m x 2.8 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 386 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar tidak mengkilat seluas 5.12 m 2 , dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar - sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 7.6 m 2 . Kipas dengan daya 380 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.05 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 6.7 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 28.6 jam Lampiran III-11. 8. Skenario 8 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp 11.756.000,- dengan ukuran bangunan 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 2.8 m x 2.8 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 386 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar tidak mengkilat seluas 5.12 m 2 , dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar - sehingga pada siang hari juga berfungsi sebagai absorber - dengan luas pindah panas sebesar 9.7 m 2 . Kipas dengan daya 547 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.06 mdt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 Wm 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 8.5 kgjam. Dengan kondisi tersebut produk cengkeh dari kadar air awal 72.8 bb dapat dikeringkan hingga mencapai kadar air akhir 12 bb dalam waktu 23.8 jam Lampiran III-12. Kedelapan skenario di atas merupakan disain optimal, sesuai dengan kondisi pengeringannya. Petani, pedagang pengumpul cengkeh atau pengguna lainnya dapat memilih salah satu dari kedelapan disain tersebut di atas. Apabila diinginkan kondisi yang berbeda, seperti adanya perubahan cuaca, sehingga intensitas radiasi matahari turun, suhu pengeringan atau kapasitas massa cengkeh yang berbeda, maka model optimisasi yang telah dibangun dapat digunakan untuk menghitung besarnya biaya konstruksi pengeringan yang optimum sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Berdasarkan perbandingan biaya konstruksi pada berbagai kapasitas, perubahan kapasitas produk yang dikeringkan sangat mempengaruhi biaya konstruksi optimum. Perubahan suhu atau kecepatan pada kapasitas yang sama tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap biaya konstruksi optimum.

7.2. PERFORMANSI PENGERING ERK UNTUK PENGERINGAN CENGKEH

Berdasarkan uji coba pengeringan cengkeh, untuk kasus penggunaan pengering ERK berukuran 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, yang dibangun sesuai dengan hasil optimisasi dapat disimpulkan bahwa, percobaan menggunakan suhu operasi pengeringan sebesar 48 o C memberikan hasil terbaik, dilihat dari segi efisiensi pengunaan energi maupun mutu cengkeh kering. Energi tambahan dari pembakaran arang kayu diperlukan untuk mempertahankan suhu pengeringan 48 o C. Untuk mendapatkan efisiensi pengeringan yang lebih, maka disarankan untuk mengeringkan dalam kapasitas penuh sesuai dengan hasil optimisasi, yaitu 386 kg. Apabila cuaca cerah dengan tingkat radiasi surya mendekati rata-rata radiasi surya di Indonesia 562.5 Wm 2 , penggunaan bahan bakar biomassa dilakukan pada sore hari mulai pukul 15.00 hingga malam dan keesokan harinya sampai pukul 9.00. Namun jika cuaca mendung atau hujan, penggunaan bahan bakar biomassa dilakukan sepanjang waktu pengeringan. Penggunaan kipas secara kontinyu dilakukan pada hari pertama pengeringan sepanjang siang dan malam. Pada hari selanjutnya kipas dinyalakan secara intermitten dengan pola; hidup selama 3.5 jam dan mati selama 1 jam. Pengering ERK untuk pengeringan cengkeh memiliki efisiensi 19 dengan konsumsi energi sebesar 14.7 MJkg uap air. Melalui uji mutu cengkeh diperoleh kesimpulan bahwa, dengan pengering ERK dihasilkan cengkeh kering mutu I dan II.

7.3. SIMULASI ALIRAN UDARA DI DALAM RUANG PENGERING ERK

Melalui simulasi aliran udara di dalam pengering ERK telah diperoleh disain tata letak inlet, outlet dan kipas yang tepat sehingga dapat menghasilkan keseragaman suhu, RH dan kecepatan aliran udara di dalamnya. Dengan menerapkan dimensi pengering yang telah diperoleh dari perhitungan optimisasi skenario-3 yaitu pengering ERK dengan dimensi bangunan 3.6 x 3.6 x 2.4 m 3 . Dua buah inlet masing-masing berukuran 0.1 m x 1 m pada ketinggian 1.4 m. Dua buah outlet masing-masing berukuran 0.2 m x 0.8 m pada ketinggian 0.8 m pada dinding yang berseberangan dengan inlet. Tiga buah kipas dengan diameter masing-masing 0.2 m digunakan sebagai perata udara pengering. Kipas 1 kipas bawah terletak 0.2 m di depan penukar panas pada ketinggian 0.4 m dari lantai bangunan dengan daya 100 W. Kipas 2 kipas tengah terletak di tengah bangunan di atas rak paling atas dengan daya 40 W. Kipas 3 kipas atas terletak di atas penukar panas pada ketinggian 1.8 m sejajar dengan posisi rak paling atas rak 8 dengan daya 100 W. Penukar panas seluas 1.2 m 2 terletak 0.2 m dari dinding pada ketinggian 0.4 m dari lantai pengering. Suhu yang dihasilkan pada seluruh rak sebesar 45.4 o C dengan nilai ragam sebesar 1.6 o C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.05 mdt dengan nilai ragam 0.03 mdt. Pada malam hari disarankan hanya menggunakan kipas bawah untuk meratakan suhu dan kecepatan udara. Kipas tengah dan kipas atas sebaiknya tidak dinyalakan. Dengan kondisi tersebut, maka diperoleh nilai rata-rata suhu pada seluruh rak sebesar 43.2 o C dengan nilai ragam sebesar 2.2 o C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.17 mdt dengan nilai ragam 0.02 mdt.

7.4. ANALISIS BIAYA

Berdasarkan analisis biaya dapat disimpulkan bahwa pengering ERK layak digunakan untuk usaha pengeringan cengkeh oleh petani maupun pedagang pengumpul. Secara umum, bagi petani, usaha perkebunan cengkeh dan pengeringan cengkeh menggunakan pengering ERK menguntungkan. Keuntungan akan lebih besar lagi apabila luas lahan yang dimilikinya semakin besar. Bagi pedagang pengumpul, penggunaan pengering ERK memberikan keuntungan yang lebih besar dibandingkan lamporan, dan semakin besar kapasitas produk yang dikeringkan akan semakin menguntungkan. Bagi pedagang pengumpul, pengeringan cengkeh dengan pengering ERK berkapasitas 386 kg dapat memberikan keuntungan rata-rata sebesar 8.9 juta rupiah per tahun. Dengan modal awal pada tahun ke-1 sebesar 265 juta rupiah, pada tahun ke-2 usaha ini sudah dapat mengembalikan modal.