28
500gram. Waktu yang dibutuhkan untuk analisis tersebut sekitar seminggu atau 7 tujuh hari kerja. Setelah analisis selesai selanjutnya dilakukan pengamatan
terhadap kualitas jagung hasil pengeringan dan penyimpanan dalam ISD. Di samping itu kualitas jagung dibandingkan dengan SNI.
3.8 Pemodelan dan Simulasi
Penurunan kadar air diduga berdasarkan model-model yang meliputi persamaan-persamaan pindah panas dan massa. Metode beda hingga Euler
digunakan dalam penyelesaian model-model tersebut Nelwan, 2007. Gambar 10 memperlihatkan suatu model elemen tumpukan yang dilalui oleh aliran udara G
a
dari z menuju z+dz. Pada gambar terdapat empat variabel yang tidak diketahui yaitu kadar air M, kelembaban H, suhu udara T
a
, dan suhu biji-bijian T
g
Bala, 1997.
z+dz
Grain Tg,M
Grain Ta, H,Ga
dz
Gambar 10 Elemen tumpukan Pemodelan yang digunakan untuk simulasi terdiri atas:
1. Persamaan keseimbangan massa t
M z
H G
d a
∂ ∂
− =
∂ ∂
ρ .......................................................................................7
dimana: G
a
= laju aliran udara kgm
2
s H
= kelembaban mutlak kgkg ρ
d
= massa jenis bijian kgm
3
M = kadar air bijian b.k
T = waktu detik
29
2. Persamaan energi panas untuk udara Perubahan entalpi dalam udara merupakan selisih perpindahan panas ke biji-
bijian dengan panas yang dibawa oleh uap air. Persamaan untuk keseimbangan panas adalah sebagai berikut:
H C
C G
T T
t M
C h
z T
pw pa
a g
a d
pw cv
a
+ −
∂ ∂
+ −
= ∂
∂ ρ
....................................................8 dimana:
C
pa
= panas jenis udara kering Jkg
o
K C
pg
= panas jenis bijian Jkg
o
K C
pl
= panas jenis air pada bijian Jkg
o
K C
pw
= panas jenis uap air Jkg
o
K h
cv
= coeffisien panas volumetric air kJmnt-m
3
-K T
a
= suhu udara
o
C T
g
= suhu bijian
o
C 3. Persamaan laju perpindahan panas biji
Perubahan entalpi pada biji merupakan selisih antara pindah panas konveksi ke biji dengan sumber panas untuk menguapkan air ke udara.
M C
C t
M T
C C
L M
C C
T T
h z
T
pl pg
d g
pl pw
g d
pl pg
d g
a cv
g
+ ∂
∂ −
+ +
+ −
= ∂
∂ ρ
ρ ρ
.....................9 Keseimbangan uap air di dalam ISD dipengaruhi oleh jumlah uap air yang
masuk dari lingkungan, penambahan uap air dari jagung, dan jumlah uap air yang keluar dari ISD ke lingkungan. Simulasi pengeringan ISD dilakukan dengan
menggunakan program pengeringan pada ISD dengan aplikasi Visual Basic 6.0 Nelwan, 2007.
Pada simulasi ini dilakukan dengan 2 dua skenario, yaitu pertama simulasi diasumsikan dengan besaran laju aliran udara diubah dari sebesar 0,211kgdetik
m
2
menjadi 0,411 kgdetik m
2
. Sedangkan pada simulasi kedua diubah tebal tumpukan dari 0,5m menjadi 1m. Pada kedua simulasi juga diasumsikan bahwa
suhu lingkungan rata-rata 33
o
C dan RH lingkungan rata-rata 53. Tujuan simulasi ini adalah untuk mengetahui pengaruh laju aliran udara dan tebal
tumpukan beban terhadap waktu pengeringan. Kemudian akan dianalisis juga
30
hubungan antara waktu pengeringan dengan konsumsi energi. Model matematik yang digunakan untuk menduga perubahan suhu, RH, dan kadar air jagung
divalidasi dengan menggunakan data-data hasil pengujian 2. Masukan data untuk validasi model meliputi suhu dan RH.
Simulasi juga dilakukan untuk melihat perbedaan kinerja ISD dengan dan tanpa sistem kendali dalam mengeringkan jagung. Parameter yang diperoleh dari
simulasi ini adalah perubahan kadar air pada tiga lapisan, waktu pengeringan, dan konsumsi energi.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hardware Sistem Kendali Pada ISD
Pada penelitian ini dibuat sistem pengendalian berbasis PC seperti skema yang terdapat pada Gambar 7 di atas. Pada sistem pengendalian ini perangkat
keras hardware yang dibuat meliputi rangkaian catu daya, rangkaian kendali, rangkaian port paralel dengan IC74244 buffer tiga kondisi, dan rangkaian untuk
sensor SHT75. Jalur komunikasi data antara komputer dengan sensor SHT75 digunakan perangkat antar muka interfacing port paralel. Secara umum bagian-
bagian pada perangkat kendali pada ISD yang telah dirancang bangun adalah sebagai berikut:
4.1.1 Bagian-bagian luar perangkat sistem kendali
Bagian depan perangkat sistem kendali seperti tampak pada Gambar 11. Pada bagian depan ini terletak tombol power, beberapa lampu indikator, serta
terminal input sumber tegangan dan output yang dihubungkan ke blowerkipas ISD.
Gambar 11 Perangkat sistem kendali tampak depan Sedangkan pada bagian belakang dari perangkat sistem kendali ini terdapat
kipas untuk sistem pendingin, sekring untuk sistem proteksi, konektor ke sensor SHT75, dan port paralel untuk dihubungkan ke komputer. Gambar 12
memperlihatkan bagian belakang pada perangkat sistem kendali.
