36
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Pendahuluan
Penelitian dilakukan pada bulan April 2014 sampai dengan Mei 2014. Lokasi Penelitian bertempat di Lantai 4 Gedung Magister Teknik Mesin
Universitas Sumatera Utara, yaitu pada posisi 3,43 LU dan 98,44
BT Perencanaan mesin pengering meliputi kolektor dan boks pengering.
Kolektor surya adalah alat untuk mengkonversikan energi surya kedalam energi panas. Pada absorber, radiasi surya di serap, kemudian dilalui fluida kerja
udara sebagai pembawa energi panas menuju boks pengering. Perencanaan kolektor yang akan dibahas meliputi plat absorber, penutup transparan, isolasi,
saluran udara, rangka kolektor dan penyimpan energi. Pada boks terdapat rak tray dan cerobong. Rak tray berfungsi sebagai tempat meletakkan sampel, sementara
cerobong berfungsi sebagai tempat keluarnya udara dari boks. Perencanaan mesin pengering bertujuan untuk membantu para petani
dalam mengolah hasil produksi perkebunan dan pertanian. Oleh karena itu pertimbangan yang perlu diperhatikan dalam perencanaan mesin pengering yaitu:
ekonomis, produktifitas tinggi, mudah pembuatan, kuat dan mudah dioperasikan.
3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan
3.2.1. Peralatan pengujian
Adapun beberapa alat pengujian yang digunakan adalah : 1. Laptop
Laptop ini digunakan sebagai alat untuk menyimpan dan mengolah data yang telah didapatkan dari Hobo Microstation data logger dan Agilient
34972 A
Universitas Sumatera Utara
37
Gambar 3.1
Laptop Spesifikasi:
a. MSi VR440 series
b. Intel pentium dual-core processor
c. Usb 2.0
d. 14widescreen
e. Express cardreader 4 in 1
f. Os: Microsoft windows xp
2. Agilient 34972 A Alat ini dihubungkan dengan termokopel yang dipasang pada titik-
titik yang akan diukur temperaturnya. Pencatatan data pengukuran disimpan pada flashdisk yang dicolokkan pada bagian belakang alat
ini.
Gambar 3.2 Agilient 34972 A
DenganSpesifikasi :
Universitas Sumatera Utara
38
a. Da ya 35 Watt
b. Jumla hs a lura n termokope l 20 b ua h
c. Te ga nga n 250 Vo lt
d. Me mp unya i 3 sa lura n uta ma
e. Dapat me minda i da ta hingga 250 sa lura n per de tik
f. Me mp unya i 8 to mbo l pa ne l d a n s yste m ko ntro l
g. Fungs io na l
antara lain pembacaan suhu termokopel, Resistance Temperatur Detector RTD, dan termistor, serta
arus listrik AC
Universitas Sumatera Utara
39
Gambar 3.3 Spesifikasi
Agilient 34972 A
Universitas Sumatera Utara
40
3. USB Load cell
Load Cell terhubung kekomputer dan digunakan untuk mengukur berat produk yang akan dikeringkan secara real time. Pada komputer terdapat
software yang
berfungsi mencatat
hasil pengukuran
selama pengeringan.Tujuannya adalah
untuk mengetahui seberapa besar
pengurangan berat produk setelah mengalami proses pengeringan dengan alat pengering.
Gambar 3.4 Load Cell
Tabel 3.1 Spesifikasi Load Cell
Capacity 12 kg 25lb
Operating Temp Range -20 to +60
C Accuracy
3gr 0.1oz Zero Ballance
±0.1000mvV Safe Overload
150R.C. Cabel Length
42 m
4. Hobo Microstation Data Logger
Alat ini di hubungkan ke data logger untuk kemudian dihubungkan ke komputer untuk diolah datanya. Dengan Spesifikasi :
a. Skala pe ngoperas ia n : 20
o
C -50
o
C dengan baterai alkalin 40
o
C -70
o
C dengan baterai lithium b.
Inp ut Proces sor : 3 buah sensor pintar multi channel
monitoring c. Ukuran
: 8,9 cm x 11,4 cm x 5,4 cm d. Berat
: 0,36 Kg
Universitas Sumatera Utara
41
e. Memori : 512 Kb Penyimpanan data nonvolatile
flash f. Interval Pengukuran : 1 detik
– 18 jam tergantung pengguna g. AkurasiWaktu
: 0 – 2 detik
Gambar 3.5 Hobo Microstation data logger
Terdapat beberapa alat ukur pada Hobo Microstation data logger yaitu : 1.
Pyranometer Alat ini digunakan untuk mengukur radiasi matahari pada suatu lokasi.
Satuan alat ukur ini adalah Wm
2
. Tabel 3.2 Spesifikasi Pyranometer
Parameter pengukuran
intensitas radiasi dengan interval 1 detik
Rentang Pengukuran
0 sampai 1280 Wm
2
Temperatur kerja Temperatur : -40°C to 75°C -40°F to 167°F
Akurasi ±10.0 Wm
2
or ±5 . Tambahan temperatur error 0.38 Wm
2
°C from 25°C 0.21 Wm
2
°F from 77°F
Resolusi 1.5 Wm
2
Universitas Sumatera Utara
42
Penyimpangan ±2 per Year
Spektrum cahaya 300 to 1100 nm
Error kosinus ±5: 0° to 70° dari Vertikal
±10: 70° to 80° dari Vertikal Error Azimuth
±2 error pada 45° dari Vertikal, 360° Rotation
Housing Anodized Aluminum Housing with Acrylic
Diffuser and O-Ring Seal Panjang kabel
3 Meter 9.8 ft Berat
120 gram 4.0 oz Dimensi
41mm Height x 32 mm Diameter 1 58 x 1 14
2. Wind Velocity Sensor
Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Satuan alat ukur ini adalah ms. Berikut adalah spesifikasi wind velocity sensor.
Tabel 3.3 Spesifikasi Wind Velocity sensor Parameter
pengukuran Kecepatan angin rata-rata
Kecepatan angin terttinggi Data Channels
2 Channel, 1 Port Rentang pengukuran
0 to 45 ms 0 to 100 mph Operasi kerja
Temperatur: -40C to 75C -40F to 167F Akurasi
±1.1 ms 2.4 mph atau 4 Resolusi
0.38 ms 0.85 mph Ambang batas awal
1 ms 2.2 mph Kecepatan angin
maksimum 54 ms 120 mph
Radius pengukuran 3 Meter
Housing 3 buah Anemometer dengan bantalan
TEFLON Bearings dan poros Hardened
Universitas Sumatera Utara
43
Beryllium Panjang kabel
3.0 Meters 10 ft Dimensi
190 cm x 51 cm 7.5 x 3.2 Berat
300 gram 10 oz 3.
Ambient Measurement apparatus Alat ini digunakan untuk mengukur temperatur lingkungan sekitar.
Satuan alat ukur ini adalah °C. Dengan spesifikasi:
Tabel 3.4 Spesifikasi Measurement apparatus Rentang
pengukuran -40°C to 125°C -40°F to 257°F
Akurasi ±0.22°C at 25°C ±0.4°F at 77°F see
Diagram Resolusi
0.02°C 25°C 0.04°F 77°F Penyimpangan
0.05°Cyr + 0.1°C1000 hrs above 100°C Waktu Respon
Water: 3.5 minutes to 90 Air: 10 minutes to 90 Moving at 1msec
Akurasi Waktu ±2 Minutes per Month at 25°C 77°F
Sampling Rate 1 Second to 18 Hours
kapasitas penyimpanan data
43,000 12-bit SamplesReadings
Konstruksi housing 316L Stainless Steel with O-ring seal Tekanankedalaman
kerja 2200 psi 1500 m4900 ft maximum
Lingkungan kerja Air, Water, Steam 0 to 100 RH
Berat 72 g 2.5 oz
Dimensi 10.1cm long x 1.75cm diameter
Universitas Sumatera Utara
44
4. T and RH Smart Sensor
Alat ini digunakan untuk mengukur kelembaban. Besarnya nilai yang diukur oleh alat ini dalam persen .
Tabel 3.5 Spesifikasi T and RH smart sensor Channel
1 Channel kelembapan Rentangpengukuran
-40°C - 100 °C -40°F - 212°F Akurasi
±0.2°C - 0°C sampai 50°C ±0.36°F 32°C-122°F
Resolusi ±0.03°C dari 0 °C - 50°C
±0.054°F dari 32°F - 122°F Penyimpangan
±0.1°C 0.18°Ftahun WaktuRespon
kurang 2.5 Menit sampai RH 90 dalam 1 mdet gerakan udara
Housing Stainless Steel Sensor Tip
Pilihan operasi pengukuran Tersedia
Kondisi Lingkungan kabel dan Sensor Tahan air selama
1 tahun dengan Temperatur sampai 50°C
Berat w 17 Meter Cable: 880 grams 12.0
oz Dimensi
7 mm x 38 mm .28 x 1.50 - Sensor saja
Universitas Sumatera Utara
45
Gambar 3.6 Alat ukur Hobo Microstation data logger
Keterangan : 1.
Pyranometer 2.
Wind Velocity Sensor 3.
Ambient Measurement apparatus 4.
T and RH Smart Sensor
5. Mesin Pengering Mesin pengering ini menggunakan tenaga surya untuk melakukan
proses pengeringan. Panas ditangkap melalui kolektor dan kemudian panas ini dialirkan sebagai pemanas ruang boks pengering.
Spesifikasi : a
Kolek tor Tipe
: Plat Bersirip Luas
: 2 x 1,76m
2
Kemiringan : 45
o
b Bak Pe ngering
Panjang bak pengering : 2 m
Lebar bak pengering : 1 m
Tinggi bak pengering : 0,75 m
Tinggi kaki bak pengering : 1,4m
1 3
2
4
Universitas Sumatera Utara
46
Gambar 3.7 Mesin Pengering
3.3. Bahan Pengujian
Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah: 1.
Cabai Mera h Bahan yang dipergunakan dalam proses pengeringan ini adalah cabai merah
yang mempunyai kadar air sekitar 70-90 yang akan dikeringkan untuk mencapai kadar air 15-10, merupakan standar kering cabai merah.
2. Trip lek
Bahan ini digunakan sebagai kerangka luar daripada solar collector yang akan dibuat. Juga digunakan sebagai isolator.
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar 3.8 Triplek
3. Rock Wool
Bahan ini digunakan sebagai lapisan isolator, digunakan untuk mencegah panas dari solar collector hilang keluar. Jenis Rock Wool yang dipakai
adalah jenis Wire Mesh yang memiliki konduktivitas 0.042
� � �
.
Gambar 3.9 Rockwool
4. Kaca
Bahan ini digunakan sebagai jalur masuknya radiasi matahari. Kaca digunakan untuk meningkatkan performance dari solar collector.
Universitas Sumatera Utara
48
Gambar 3.10 Kaca
5. Polystyre neStyro foa m
Bahan ini digunakan sebagai lapisan isolator,digunakan untuk mencegah panas dari solar collector hilang keluar.
Gambar 3.11 Styrofoam
6. Pla t Aluminiu m.
Bahan ini digunakan sebagai absorber. Plat Aluminium yang memiliki konduktivitas yang bagus dan di beri cat hitam agar radiasi yang masuk
pada solar collector akan diserap sepenuhnya oleh plat.
Universitas Sumatera Utara
49
Gambar 3.12 Pelat Aluminium
7. Le m ka ca
Bahan ini digunakan untuk merekatkan kaca pada kolektor
Gambar 3.13 Lem Kaca
8. Cat
Bahan ini digunakan untuk mencat pelat seng.Cat yang digunakan adalah cat berwarna gelap hitam.
Gambar 3.14 Cat Minyak
Universitas Sumatera Utara
50
3.4 Persiapan Pengujian