45
Tabel 12. Efisiensi alat pengering untuk pengeringan irisan jahe
Perlakuan Efisiensi
pemanasan Efisiensi
penggunaan panas Efisiensi
pengeringan total
Tanpa pencelupan kapur 41.11
57.05 23.46
Pencelupan larutan kapur 2 43.43
55.81 24.24
Pencelupan larutan kapur 4 44.87
58.89 26.43
Pencelupan larutan kapur 6 48.02
54.69 26.25
Lebih rendahnya nilai efisiensi pengeringan total bila dibandingkan dengan efisiensi pemanasan dan penggunaan panas dapat disebabkan adanya debit aliran udara yang tidak
berfungsi sebagai media pembawa uap air. Adanya kehilangan panas melalui dinding alat pengering atau saat pembukaan alat pengering untuk pengukuran kadar air juga menyebabkan
efisiensi pengeringan total menjadi lebih rendah bila dibandingkan dengan efisiensi pemanasan dan efisiensi penggunaan panas.
Efisiensi pengeringan total dari alat pengering tipe kabinet dengan sumber panas listrik pada penelitian yang dilakukan Hanapie 1988 adalah sebesar 61.43. Sementara itu, efisiensi
pengeringan total dari alat pengering tipe rak berbahan bakar minyak tanah pada penelitian yang dilakukan Rokhani 1989 adalah sebesar 27.23. Sehingga bila dibandingkan dengan efisiensi
pengeringan total dari alat pengering tipe rak dengan sumber panas listrik yang digunakan pada penelitian ini, terlihat bahwa efisiensinya lebih rendah dari alat pengering yang digunakan oleh
Hanapie 1988 dan Rokhani 1989. Hal ini dikarenakan kapasitas dari alat pengering yang digunakan pada penelitian ini sangat rendah, yaitu hanya sebesar ± 1 kg, sehingga berpengaruh
besar terhadap rendahnya efisiensi yang dihasilkan.
B. SIMULASI MENGGUNAKAN CFD
Simulasi dengan menggunakan metode Computational Fluid Dynamics CFD dilakukan untuk mengetahui sebaran suhu serta kecepatan yang ada di dalam alat pengering Sunbeam Food
Dehydrator. Simulasi dilakukan pada saat kondisi alat pengering dalam keadaan kosong dan tidak dilakukan simulasi pada saat terdapat bahan untuk dikeringkan. Hal ini dikarenakan karakterisitk fisik
dan kimia serta geometri dari bahan pertanian yang berubah terhadap waktu real time selama proses pengeringan, sehingga pendefinisiannya dalam simulasi menjadi sangat kompleks dan membutuhkan
penelitian lebih lanjut.
1. Hasil simulasi sebaran suhu
Gambar 37 dan Gambar 38 memperlihatkan sebaran suhu di dalam ruang pengering dalam kondisi kosong. Sebaran suhu di dalam alat pengering disajikan dalam irisan penampang tampak
depan serta tampak atas. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah sebaran suhu yang ada di dalam ruang pengering telah berlangsung secara merata.
46
Gambar 37. Sebaran suhu pada irisan penampang alat pengering Berdasarkan hasil simulasi sebaran suhu pada irisan penampang yang tersaji pada Gambar
37 diketahui bahwa sebaran suhu di dalam alat pengering cukup beragam. Hal ini terlihat dari perbedaan cukup besar antara suhu udara pada plenum, suhu udara pada rak-rak pengering, hingga
suhu udara yang keluar melalui lubang outlet. Mula-mula udara pengering yang dihembuskan dari plenum memiliki suhu 70–75
o
C. Udara pengering kemudian dihembuskan hingga membentur rak dasar dan akhirnya menyebar menuju rak-rak pengering yang berada di atasnya. Udara pengering
mengalami penurunan suhu selama melewati rak-rak pengering. Penurunan suhu tersebut disebabkan oleh adanya kehilangan panas dari udara pengering melalui dinding serta material rak
dari alat pengering. Suhu yang dicapai oleh udara pengering saat berada pada rak-rak pengering adalah sebesar 65–70
o
C. Material alat pengering yang semula memiliki suhu awal sebesar ± 28
o
C mengalami peningkatan yang cukup signifikan hingga akhirnya mencapai suhu ± 55
o
C. Peningkatan panas pada dinding tersebut disebabkan oleh adanya kehilangan panas dari udara
pengering menuju dinding secara konveksi. Panas tersebut juga mempengaruhi perubahan suhu udara lingkungan yang berada di sekitar dinding alat pengering. Hal itu terlihat dari peningkatan
suhu udara lingkungan yang berada di sekitar dinding alat pengering yang semula 27
o
C menjadi 35–40
o
C. Panas dari udara pengering tidak seluruhnya dapat menjangkau bagian terluar dari rak
pengering. Dari Gambar 38 terlihat bahwa bagian terluar dari rak 3 hingga rak 1 memiliki suhu yang sedikit lebih rendah bila dibandingkan dengan suhu udara pengering di sekitarnya, yaitu
sebesar 55–65
o
C. Hal ini disebabkan oleh adanya pengaruh arah aliran dari udara pengering yang tidak mampu menjangkau hingga bagian terluar dari rak-rak pengering. Nilai sebaran suhu hasil
simulasi pada setiap rak di dalam alat pengering tersaji pada Tabel 13.
47
a b
c d
e f
Gambar 38. Sebaran suhu tampak atas di dalam alat pengering a rak dasar; b rak 5; c rak 4; d rak 3; e rak 2; f rak 1
48
Tabel 13.Sebaran suhu hasil simulasi pada setiap rak dalam alat pengering
No. Keterangan
Rak 1
o
C Rak 2
o
C Rak 3
o
C Rak 4
o
C Rak 5
o
C Rak dasar
o
C
1 1.5 cm dari dinding pengering
55.82 58.60
62.97 62.56
66.40 68.54
2 3.0 cm dari dinding pengering
67.40 67.80
68.07 68.61
69.07 69.39
3 4.5 cm dari dinding pengering
68.35 68.38
68.51 69.04
69.25 69.43
4 6.0 cm dari dinding pengering
68.52 68.51
68.59 69.12
68.99 69.41
5 7.5 cm dari dinding pengering
68.67 68.67
68.72 69.06
69.07 69.43
6 9.0 cm dari dinding pengering
68.81 68.80
68.84 69.02
69.10 69.47
7 10.5 cm dari dinding pengering
68.90 68.89
68.91 69.04
69.11 69.51
8 12.0 cm dari dinding pengering
68.97 68.98
69.14 69.53
69.49 69.74
9 13.5 cm dari dinding pengering
68.08 69.19
69.80 69.80
69.92 70.15
Rata-rata 67.06
67.54 68.17
68.42 68.93
69.45
2. Hasil simulasi sebaran kecepatan
