36
F. UJI KINERJA ALAT PENGERINGAN DENGAN MENGGUNAKAN
SISTEM KENDALI F.1 Perubahan Suhu dan RH
Berdasarkan hasil pengujian pengeringan dengan menggunakan sistem kendali pada alat pengering diperoleh nilai suhu lingkungan dan suhu tumpukan jagung berfluktuasi selama
pengeringan berlangsung. Nilai suhu lingkungan tertinggi yang tercatat selama proses pengeringan adalah 40.6
o
C, suhu terendah adalah 27.9
o
C sehingga suhu lingkungan rata-rata adalah 33
o
C. Sedangkan suhu rata-rata tumpukan di dalam pengering adalah 31.5
o
C dimana suhu tertinggi yang tercatat adalah 39.6
o
C dan suhu terendah adalah 27.1
o
C. Gambar 33 akan memperlihatkan fluktuasi suhu lingkungan dan suhu tumpukan rata-rata di dalam pengering selama proses
pengeringan berlangsung. Selama pengeringan berlangsung dapat dikatakan bahwa kondisi cuaca cerah dan terkadang mendung.
Gambar 33. Fluktuasi suhu terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem kendali Pengeringan jagung pipilan dengan sistem kendali dimulai pada pukul 09:29 wib. Berdasarkan
grafik terlihat bahwa pada awal proses pengeringan suhu lingkungan cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan suhu tumpukan rata-rata di dalam pengering. Pada kondisi ini udara
lingkungan sangat potensial untuk digunakan sebagai media pengeringan. Namun pada jam ke-7.5 pukul 16:59wib suhu lingkungan lebih rendah dibandingkan suhu tumpukan rata-rata didalam
pengeringan sampai pada jam ke-22 pukul 07:21wib sehingga pada kondisi ini udara lingkungan tidak potensial untuk media pengeringan. Pada jam berikutnya suhu lingkungan mulai kembali
naik dan lebih tinggi dibandingkan suhu tumpukan hingga pada jam ke-27 12:29. Gambar 34 menunjukkan perubahan suhu tumpukan di lima tingkatan terhadap waktu.
26 28
30 32
34 36
38 40
42
5 10
15 20
25 30
Suhu
o
C
Waktu pengeringan jam Waktu 09:29 wib - 12:29 wib
Suhu Tumpukan rata-rata Suhu Lingkungan
37 Gambar 34. Perubahan suhu tumpukan terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem
kendali Suhu 1, 2, 3, 4, dan 5 berturut-turut menunjukkan suhu tumpukan jagung mulai dari
tumpukan terbawah sampai yang teratas. Berdasarkan grafik terlihat bahwa suhu 1 lebih tinggi dibandingkan dengan suhu yang lainnya, sedangkan suhu 4 dan 5 lebih rendah dibandingkan yang
lainnya. Hal tersebut dikarenakan udara lingkungan yang masuk akan mengenai tumpukan terbawah lebih dulu lalu mengalir ke bagian atas sehingga suhu 1 cenderung sama dengan suhu
udara lingkungan yang masuk. Selama proses pengeringan suhu yang tertinggi pada suhu 1 adalah 39.6
o
C dan suhu terendah adalah 30
o
C. Sedangkan pada suhu 5 tumpukan teratas, suhu tertinggi adalah 33.4
o
C dan suhu terendah 27.5
o
C. Perubahan RH terhadap waktu dapat dilihat pada Gambar 35.
Gambar 35. Hubungan antara RH terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem kendali
25 27
29 31
33 35
37 39
41
5 10
15 20
25 30
Suhu
o
C
Waktu pengeringan jam Waktu 09:29 wib - 12:29 wib
Suhu 1 Suhu 2
Suhu 3 Suhu 4
Suhu 5
35 45
55 65
75 85
95 105
5 10
15 20
25 30
Kelem b
ab an
relatif
Waktu pengeringan jam Waktu 09:29 wib - 12:29 wib
RH Tumpukan Lap. Atas RH Lingkungan
38 Berdasarkan pengujian, diperoleh data yang menunjukkan bahwa RH lingkungan tertinggi
yang tercatat adalah 93.43, RH terendah adalah 39.47 sehingga RH lingkungan rata-rata adalah 69.71. Sedangkan RH rata-rata setelah melewati tumpukan jagung lapisan atas 84.48
dimana RH tertinggi yang tercatat adalah 97.77 dan RH terendah adalah 60.53. Berdasarkan grafik terlihat bahwa pada jam ke-0.5 pukul 09:59 wib hingga pada jam ke-7
pukul 16:51 wib dan pada jam ke-22.5 pukul 07:59 wib hingga pada jam ke-31.5 pukul 16:59wib RH lingkungan jauh lebih rendah dibandingkan RH tumpukan lapisan atas. Pada
kondisi tersebut udara lingkungan sangat potensial sebagai media pengering. Namun sebaliknya jika RH lingkungan lebih rendah dibandingkan dengan RH tumpukan jagung lapisan atas maka
pada kondisi tersebut udara lingkungan tidak potensial sehingga kipas tidak berputar mati. Terlihat pada grafik bahwa pada jam ke-7.5 pukul 16:59 wib hingga jam ke-8.5 pukul 17:59
wib, jam ke-9.5 pukul 18:59 wib hingga jam ke-13 pukul 22:29 wib dan pada jam ke-14 pukul 23:29 wib hingga jam ke-21.5 pukul 06:59 wib RH lingkungan lebih tinggi dibandingkan
dengan RH tumpukan lapisan atas. Gambar 36 menunjukkan hubungan antara kelembaban mutlak terhadap waktu.
Gambar 36. Hubungan kelembaban mutlak terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem kendali
Berdasarkan grafik terlihat bahwa selama proses pengeringan berlangsung cenderung terjadi pengeringan. Hal tersebut terjadi dikarenakan kelembaban mutlak pada lingkungan relatif lebih
rendah dibandingkan dengan kelembaban pada tumpukan jagung lapisan atas. Namun pada jam ke-17 pukul 02:59 wib hingga pda jam ke-22.5 pukul 07:59 wib terjadi fluktuasi pembasahan
dan pengeringan. Hal tersebut dikarena kelembaban mutlak pada lingkungan lebih tinggi dibandingkan kelembaban mutlak pada tumpukan jagung lapisan atas.
0.017 0.018
0.019 0.02
0.021 0.022
0.023 0.024
0.025 0.026
5 10
15 20
25 30
Kelem b
ab an
m u
tlak
g uap
kg u.k
Waktu pengeringan jam Waktu 09:29 wib - 12:29 wib
H Tumpukan Lap. Atas H lingkungan
39
F.2 Hubungan Kadar
Air Kesetimbangan Terhadap Putaran Kipas
Berdasarkan nilai suhu dan RH yang dideteksi oleh sensor saat proses pengeringan berlangsung, dengan menggunakan persamaan EMC Henderson Thompson, 1967 diperoleh nilai
Me pada lingkungan, tumpukan pada lapisan bawah dan tumpukan pada lapisan atas jagung
pipilan yang dikeringkan. Kemudian nilai Me tersebutlah yang dijadikan perbandingan untuk penentuan tingkat kecepatan putar kipas strategi pengendalian kipas seperti yang telah dijelaskan
pada Gambar 5 diatas. Gambar 37 memperlihatkan fluktuasi nilai kadar air kesetimbangan terhadap waktu dan terhadap kecepatan putar kipas. Jika kondisi kipas dalam kondisi berputar
maksimal 2.24ms maka akan bernilai 1 pada grafik, sedangkan jika kipas dalam keadaan tidak berputar mati maka akan bernilai 0. Jika kipas berputar pada kecepatan angin 1.96 ms akan
bernilai 0.5, kecepatan angin 1.71 ms bernilai 0.4, kecepatan angin 1.34 ms bernilai 0.3, kecepatan angin 0.83 ms bernilai 0.2 dan kecepatan angin 0.67 ms akan bernilai 0.1.
Gambar 37. Hubungan antara kadar air kesetimbangan terhadap waktu dan putaran kipas selama proses pengeringan dengan sistem kendali
Berdasarkan grafik terlihat bahwa bahwa kadar air kesetimbangan berubah dengan bertambahnya waktu. Pada awal proses pengeringan terlihat Me lingkungan lebih rendah
dibandingkan dengan Me pada tumpukan lapisan bawah maupun lapisan atas jagung yaitu pada jam ke-0 sampai pada jam ke-6. Pada kondisi tersebut terlihat bahwa kipas menyala maksimal 1.
Sedangkan pada jam selanjutnya Me lingkungan terlihat sama dengan kadar air kesetimbangan tumpukan lapisan bawah yaitu pada jam ke- 6 sampai pada jam ke-8. Pada kondisi tersebut kipas
berputar pada range 0.1, 0.5 dan maksimal 1. Hal tersebut terjadi karena terkadang Me lingkungan lebih rendah dibandingkan dengan Me tumpukan pada lapisan atas tetapi lebih tinggi
dari Me tumpukan pada lapisan bawah. Namun pada jam selanjutnya hingga jam ke-22 pukul 07:29 wib terlihat bahwa Me lingkungan lebih tinggi dibandingkan dengan Me pada tumpukan
lapisan bawah dan lapisan atas jagung yang dikeringkan. Pada kondisi ini kipas lebih cenderung
-0.1 0.2
0.5 0.8
1.1 1.4
1.7 2
2.3 2.6
2.9 3.2
3.5 3.8
4.1 4.4
4.7 5
5.3
5 7
9 11
13 15
17 19
21 23
25
5 10
15 20
25 30
Put aran Ki
pas
Kadar ai
r keset im
bangan
Waktu Pengeringan jam Waktu 09:29 wib - 12:29 wib
Me Tumpukan Bawah Me Tumpukan Atas
Me Lingkungan Putaran Kipas
40 tidak menyala. Tetapi pada jam ke 12.5 dan jam ke-21 kipas berputar pada range 0.5. Pada jam
berikutnya hingga pada jam ke-27 pukul 12:29 wib Me lingkungan lebih rendah daripada Me pada tumpukan lapisan atas dan Me pada tumpukan lapisan bawah jagung sehingga pada kondisi
tersebut kipas berputar pada kecepatan maksimal 1 dan pada range 0.1-0.5. Hal ini membuktikan bahwa strategi pengedalian telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan.
Laju aliran udara merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi lamanya proses pengeringan. Semakin cepat laju aliran udara maka proses pengeringan akan lebih cepat dan
sebaliknya. Pada pengujian dengan menggunakan sistem kendali ini, titik pengukuran kecepatan angin ada dua titik yaitu pada lubang masuknya udara lingkungan dan pada lubang setelah
melewati tumpukan jagung paling atas. Berdasarkan data yang diperoleh laju aliran udara setelah melewati tumpukan jagung paling atas sangat rendah dibandingkan dengan laju udara masuk. Hal
tersebut disebabkan terdapat cela-cela disekitar penghubung antara kipas dan penyambung pipa paralon. Selain itu, udara juga keluar pada lubang-lubang pengambilan sampel kadar air. Namun
pada jam ke-8.5 laju aliran udara inlet cenderung sama dengan laju aliran setelah melewati tumpukan jagung paling atas. Pada kondisi tersebut kipas dalam keadaan tidak berputar mati.
F.3 Perubahan Kadar
Air
Pada pengeringan jagung pipilan dengan sistem kendali, jagung yang digunakan adalah jagung hybrida yang diperoleh dari kelompok petani di desa iwul kec. Parung, Bogor dengan kadar
air awal jagung rata-rata adalah 25.26 b.k. dengan beban 21.5kg. pada saat pengujian, terjadi kerusakan pada sensor SHT11 sehingga menyebabkan pembacaan nilai suhu dan kelembaban
menjadi error. Namun proses pengeringan masih tetap berlanjut sampai pada jam ke-20 yaitu pada pukul 08:34 wib stop. Berdasarkan hasil pengujian pada kondisi ini dengan sistem kendali pada
alat pengering tipe batch dengan suhu lingkungan rata-rata 31.32
o
C, dan RH lingkungan rata-rata 76 mampu menurunkan kadar air sebesar 2 hingga kadar air mencapai 23.24 dengan lama
waktu pengeringan yaitu 20 jam. Gambar 38 menunjukkan perubahan kadar air jagung terhadap waktu pengeringan
Gambar 38. Perubahan kadar air terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem kendali tahap I.
19 20
21 22
23 24
25 26
27
5 10
15 20
25
Kadar air b.k
Waktu pengeringan jam Mulai 10:06 wib - 08:34 wib
k.a Lap. Atas k.a Lap. Tengah
k.a Lap. Bawah
41 Berdasarkan grafik dapat dilihat bahwa pada awal pengeringan hingga pada jam ke-9.5
penurunan kadar air pada lapisan bawah sangat drastis. Namun pada pada lapisan atas terjadi kenaikan kadar air. Hal tersebut dikarenakan kandungan air pada lapisan bawah yang diuapkan
mengalir ke bagian atas sebagian terserap oleh tumpukan jagung pada lapisan atas. Pada jam berikutnya terjadi fluktuasi kadar air, hal tersebut dikarenakan sensor SHT11 pada tumpukan
jagung lapisan atas error sehingga putaran kipas tidak berjalan sesuai dengan yang diinginkan. Sensor yang digunakan mengalami kerusakan ketika sensor yang digunakan terjatuh ke lantai
akibat hembusan angin yang kuat. Untuk itu, sensor tersebut diganti dengan sensor SHT75. Kemudian pengeringan dilanjutkan pada esok harinya yaitu pada pukul 09:29 wib. Dengan
suhu lingkungan rata-rata 33.67
o
C, dan RH lingkungan rata-rata 65.88 mampu menurunkan kadar air sebesar 4.69 dengan lama waktu pengeringan yang efektif yaitu 13.5 jam kipas
berputar maksimal. Gambar 39 menunjukkan perubahan kadar air jagung terhadap waktu pengeringan dan terhadap putaran kipas.
Gambar 39. Perubahan kadar air terhadap waktu selama proses pengeringan dengan sistem kendali tahap II
Berdasarkan grafik terlihat bahwa pada kondisi kipas yang berputar maksimal pada awal pengeringan, kadar air pada tumpukan lapisan bawah mengalami penurunan drastis dibandingkan
dengan kadar air pada tumpukan lapisan tengah dan lapisan atas. Kondisi tersebut berlangsung pada awal pengeringan yaitu pada jam ke-0 hingga pada jam ke-6. Sedangkan pada jam ke-6.5
kipas berputar pada range 0.2 kadar air pada lapisan bawah mengalami kenaikan kadar air tetapi pada lapisan tengah terjadi penurunan kadar air. Hal tersebut dikarenakan pada saat itu kadar air
kesetimbangan lingkungan lebih tinggi dibandingkan dengan kadar air kesetimbangan pada tumpukan lapisan bawah namun lebih rendah dibandingkan dengan kadar air kesetimbangan pada
tumpukan lapisan atas. Namun pada jam ke-7.5 kipas kembali berputar maksimal sehingga terjadi penurunan kadar air disetiap lapisan. Pada jam berikutnya, kipas cenderung tidak berputar mati
hingga pada jam ke-22, tetapi pada jam ke-8, ke-12 dan ke-21 kipas berputar pada range 0.5. Pada kondisi tersebut terjadi penaikan dan penurunan kadar air namun tidak signifikan. Kemudian kadar
air pada lapisan tengah dan lapisan mengalami penurunan secara drastis pada jam ke-22 hingga pada jam ke-27. pada kondisi tersebut kipas lebih cenderung berputar maksimal hingga kadar air
jagung rata-rata 16.08b.k.
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
1.4 1.6
1.8 2
2.2 2.4
2.6 2.8
3 3.2
3.4 3.6
3.8 4
7 9
11 13
15 17
19 21
23 25
27
5 10
15 20
25 30
Put aran Ki
pas
Kadar air b.k
Waktu pengeringan jam waktu 09:29 wib-12:29 wib
k.a Lap. Atas k.a Lap. Tengah
k.a Lap. Bawah Putaran Kipas
42
G. PENURUNAN KADAR AIR TANPA SISTEM KENDALI DAN
Kategori