Penentuan Jumlah dan Kapasitas yang Dibutuhkan pada Dryer untuk Menjaga Kondisi Steady State Perpindahan Panas dengan Metode Simulasi pada PT. Sang Hyang Seri

(1)

No. Dok.: FM-GKM-TI-TS-01-01B; Tgl. Efektif : 15 Juli 2011; Rev : 0; Halaman : 1 dari 1

PENENTUAN JUMLAH DAN KAPASITAS

BURNER

YANG DIBUTUHKAN PADA

DRYER

UNTUK MENJAGA

KONDISI

STEADY STATE

PERPINDAHAN PANAS DENGAN

METODE SIMULASI PADA PT. SANG HYANG SERI

TUGAS SARJANA

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari

Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Industri

Oleh :

DEVIRA ISWANDA NIM : 090423036

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I

F A K U L T A S T E K N I K

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

(2)

(3)

(4)

(5)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas sarjana ini dengan baik.

Tugas sarjana merupakan salah satu syarat akademis yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan studi di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penulis melaksanakan penelitian pada PT. Sang Hyang Seri (Persero) Cabang Deli Serdang yaitu suatu perusahaan yang memproduksi benih pertanian. Pada laporan ini, penulis membahas permasalahan mengenai “Penentuan Jumlah dan Kapasitas yang Dibutuhkan pada Dryer untuk Menjaga Kondisi Steady State Perpindahan Panas dengan Metode Simulasi pada PT. Sang Hyang Seri”.

Penulis menyadari bahwa laporan ini belum sepenuhnya sempurna dan masih terdapat kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini. Akhir kata penulis berharap agar laporan ini berguna bagi kita semua.

Medan, Juli 2012

(6)

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas sarjana ini dengan baik. Banyak pihak yang sudah memberi dukungan dan bimbingan kepada penulis, oleh karena itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih khususnya kepada kedua orang tua dan keluarga yang selalu memberi dukungan serta doa, sehingga semua kegiatan dan akitivitas yang dilakukan selama pengerjaan tugas sarjana ini berjalan dengan sangat baik.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Abadi Ginting SS, MSIE selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya tidak hanya untuk membimbing penulis, tetapi memberi semangat, motivasi, dan pandangan postif terhadap semua kejadian-kejadian yang dialami penulis selama mengerjakan tugas sarjana ini dan yang terpenting membuka wawasan penulis untuk dapat melakukan sesuatu yang terbaik. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh staf dan pegawai Fakultas Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan, khususnya Bapak Ir. Amran Rozan, MT yang sudah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis selama mempelajari ilmu sistem kontrol khususnya ilmu mengenai PLC (Programmable Logic Control). Begitu juga untuk ketiga teman tim terbaikku yang telah bekerja sama dan saling membantu selama proses pengerjaan tugas sarjana ini, penulis ucapkan banyak terima kasih.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada seluruh tim penguji tugas akhir yang penulis anggap sangat-sangat handal dalam bidangnya, sehingga

(7)

karya tugas akhir penulis dapat lebih baik dan layak untuk dipublikasikan. Penulis juga mengucapkan rasa terima kasih kepada seluruh elemen-elemen penting Departemen Teknik Industri dan Fakultas Teknik yang telah membantu penulis selama menjalani studi.

Hanya ucapan terima kasih yang dapat penulis sampaikan, apabila selama melaksanakan studi mulai dari awal perkuliahan hingga selesainya tugas sarjana ini, penulis melakukan kesalahan baik melalui ucapan, etika, penampilan dan sebagainya, penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya.

Medan, Juli 2012

Devira Iswanda NIM 090423036

(8)

DAFTAR ISI

BAB HALAMAN

JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR EVALUASI TUGAS SARJANA ... iii

LEMBAR KEPUTUSAN SIDANG KOLOKIUM ... iv

KATA PENGANTAR ... v

UCAPAN TERIMA KASIH ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... xxi

DAFTAR GAMBAR ... xix

DAFTAR LAMPIRAN ... xxix

ABSTRAK ... xxx

I PENDAHULUAN ... I-1 1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Rumusan Permasalahan ... I-3 1.3. Tujuan dan Manfaat ... I-3 1.3.1. Tujuan ... I-3 1.3.2. Manfaat ... I-3 1.4. Batasan Masalh dan Asumsi ... I-4 1.4.1. Batasan Masalah ... I-4

(9)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

1.4.2. Asumsi-asumsi ... I-4 1.5. Sistematika Penulisan Tugas Sarjana ... I-4

II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ... II-1

2.1. Sejarah Perusahaan... II-1 2.2. Struktur Organisasi Perusahaan ... II-3 2.3. Ruang Lingkup Bidang Usaha ... II-4 2.4. Lokasi Perusahaan ... II-4 2.5. Proses Produksi ... II-5 2.5.1. Standard Mutu Bahan/Produk . ... II-5 2.5.2. Bahan yang Digunakan (Bahan Baku, Bahan Penolong) II-7 2.5.2.1.Bahan Baku. ... II-7 2.5.2.2.Bahan Penolong. ... II-8 2.5.3. Uraian Proses Produksi . ... II-9 2.5.3.1.Persiapan Pengolahan Benih . ... II-9 2.5.3.2.Penerimaan Calon Benih . ... II-9 2.5.3.3.Pengeringan . ... II-10 2.5.3.4.Pembersihan dan Sortasi . ... II-11 2.5.3.5.Penyimpanan Benih Sementara ... II-13 2.5.3.6.Pengujian Benih . ... II-13 2.5.3.7.Proses Sertifikasi Benih . ... II-14

(10)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

2.5.3.8.Pengepakan . ... II-16 2.6. Mesin dan Peralatan ... II-18 2.7. Utilitas . ... II-23 2.8. Safetyand Fire Protection . ... II-24 2.9. Waste Treatment . ... II-25 2.10. Tenaga Kerja . ... II-25 2.11. Fasilitas Perusahaan . ... II-27 2.12. Tata Letak Perusahaan . ... II-27

III TINJAUAN PUSTAKA ... III-1

3.1. Morfologi dan Anatomi Gabah Padi ... III-1 3.2. Pengeringan ... III-3 3.3. Prinsip Kerja Mesin Dryer ... III-5 3.1.1. Oil Burner ... III-6 3.1.2. Blower ... III-10 3.1.3. Thermostat ... III-11 3.4. Heat Transfer ... III-13 3.4.1. Konduksi ... III-13 3.4.1.1.Konduktivitas Termal ... III-14 3.4.1.2.Steady State Konduksi ... III-15

(11)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

3.4.1.3.Faktor Bentuk konduksi ... III-16 3.4.2. Konveksi ... III-17

3.4.2.1.Konveksi Paksa dalam Pipa dan Saluran secara

Laminar ... III-21 3.4.3. Radiasi ... III-24 3.5. Akumulasi Temperatur Ruang ... III-26 3.6. Termodinamika ... III-26 3.6.1. Hukum-hukum Termodinamika ... III-26 3.7. Instrumentasi dan Alat Ukur ... III-28 3.7.1. Thermocuple ... III-28 3.7.1.1.Prinsip Kerja Thermocouple ... III-29 3.7.2. 4 IN 1 Multi-Function Environment ... III-29 3.8. Lattice Sampling ... III-30 3.9. Simulasi ... III-31 3.9.1. Definisi Simulasi ... III-31 3.9.2. Tujuan Imitasi pada Simulasi ... III-31 3.9.3. Kelebihan Kemampuan Simulasi ... III-32 3.9.4. Konsep dan Prinsip Simulasi ... III-33 3.9.4.1.Konsep Simulasi ... III-33 3.9.4.2.Prinsip Dasar Simulasi ... III-34

(12)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

3.9.5. Jenis Simulasi ... III-35 3.9.6. Langkah-langkah Simulasi ... III-36 3.9.7. Validitas dan Sensitivitas Model ... III-38 3.10. Stat::Fit Version 2 ... III-41 3.11. Powersim Studio ... III-43 3.11.1. Komponen Powersim ... III-45 3.12. PLC (Programable Logic Control) ... III-48 3.12.1. Pengertian PLC ... III-48 3.12.2. Konsep PLC ... III-48 3.12.3. Kelebihan PLC ... III-49 3.12.4. Struktur Dasar PLC ... III-50 3.12.5. Operasi Dasar PLC ... III-53 3.12.6. Relay ... III-58 3.12.6.1.Prinsip Kerja Relay ... III-59 3.12.6.2.Fungsi Relay... III-60 3.12.7. Timer ... III-60 3.13. Software SYSWIN 3.4. ... III-61

(13)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

IV METODOLOGI PENELITIAN ... IV-1

4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... IV-1 4.2. Rancangan Penelitian ... IV-1 4.3. Objek Penelitian ... IV-2 4.4. Variabel Penelitian ... IV-2 4.5. Instrumen Penelitian ... IV-3 4.6. Pelaksanaan Penelitian ... IV-3 4.7. Pengolahan Data ... IV-5 4.8. Analisa Data... IV-8 4.9. Kesimpulan dan Saran ... IV-8

V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... V-1

5.1. Pengumpulan Data ... V-1 5.1.1. Kapasitas Burner ... V-1 5.1.2. Energi Panas Burner ... V-1 5.1.3. Suhu dan Kelembaban Udara Shelter ... V-1 5.1.4. Dimensi Saluran Penghantar ... V-3 5.1.5. Suhu Dinding Saluran Penghantar ... V-4 5.1.6. Losses Panas ... V-6 5.1.7. Kelembaban Udara Ruang Plenum ... V-7

(14)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

5.1.8. Data Waktu Shutdown Burner ... V-8 5.2. Pengolahan Data ... V-8 5.2.1. Formulasi Masalah... V-8 5.2.2. Membangun Model ... V-9 5.2.3. Fitting The Data ... V-15 5.2.4. Menerjemahkan Model ... V-18 5.2.5. Verifikasi ... V-27 5.2.6. Validasi ... V-29 5.2.7. Perencanaan (Planning) Taktis dan Strategis ... V-32 5.2.8. Trial and Error ... V-33 5.2.8.1.Kapasitas Pemakaian Bahan Bakar ... V-33 5.2.8.2.RepositioningBurner dengan Sistem Kerja

Berbasis PLC... V-37 5.2.9. Analisis Keseluruhan Hasil Simulasi ... V-44 5.2.10. Implementasi dan Dokumentasi ... V-44

VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ... VI-1

6.1. Analisis Langkah Formulasi Masalah ... VI-1 6.2. Analisis Langkah Membangun Model ... VI-1 6.3. Analisis Langkah Fitting The Data ... VI-2

(15)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB HALAMAN

6.4. Analisis Langkah Menerjemahkan Model... VI-2 6.5. Analisis Langkah Verifikasi ... VI-7 6.6. Analisis Langkah Validasi ... VI-8 6.7. Analisis Langkah Perencanaan (Planning) Taktis dan Strategis VI-10 6.8. Analisis Langkah Trial and Error ... VI-10 6.8.1. Analisis Kapasitas Pemakaian Bahan Bakar ... VI-10 6.8.2. Analisis Repositioning Burner dengan Sistem Kerja

Berbasis PLC ... VI-11 6.9. Analisis Hasil Simulasi Secara Keseluruhan ... VI-13 6.10. Analisis Langkah Implementasi dan Dokumentasi ... VI-14

VII KESIMPULAN DAN SARAN ... VII-1

7.1. Kesimpulan ... VII-1 7.2. Saran ... VII-2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(16)

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMAN

2.1. Mesin-mesin yang Digunakan ... II-18 2.2. Peralatan yang Digunakan... II-20 2.3. Jumlah Tenaga Kerja Berdasarkan Posisi Pada PT. Sang Hyang Seri

Cabang Deli Serdang ... II-25 3.1. Konduktivitas Termal Berbagai Bahan pada 0 °C... III-15 3.2. Faktor Bentuk Konduksi untuk Berbagai Bentuk ... III-17 3.3. Nilai-Nilai Koefisien Perpindahan Panas Konveksi ... III-21 3.4. Perpindahan Kalor untuk Aliran Laminar Berkembang Penuh

dalam Saluran Berbagai Penampang ... III-24 3.5. Batas Kritis untuk Setiap Metode Pengujian Kinerja Model ... III-41 3.6. Arti lampu Indikator PLC ... III-52 3.7. Lambang Ladder Diagram ... III-53 3.8. Stetement List (Mnemonic) ... III-58 5.1. Data Suhu dan Kelembaban Udara Shelter ... V-2 5.2. Data Suhu Dinding Saluran Penghantar ... V-5 5.3. Data Losses Panas ... V-6 5.4. Data Kelembaban Udara Ruang Plenum ... V-7 5.5. Time Table Hasil Simulasi Suhu Keluaran dari Blower ... V-22 5.6. Time Table Hasil Simulasi Suhu Udara pada Ujung Saluran Penghantar

(17)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL HALAMAN

5.7. Time Table Hasil Simulasi Suhu Ruang Plenum, Panas yang Dibutuhkan

Ruang Plenum, dan Rugi Kalor ... V-24 5.8. Time Table Hasil Simulasi Waktu untuk Menaikkan Suhu Ruang Plenum V-25 5.9. Time Table Hasil Simulasi Lama Pengeringan ... V-26 5.10. Perbandingan Formulasi Beberapa Komponen secara Manual dengan

Formulasi pada Powersim ... V-28 5.11. Time Table Suhu Keluaran dari Blower dan Suhu Udara pada Ujung

Saluran Penghantar ke Ruang Plenum ... V-34 5.12. Time Table Suhu Ruang Plenum, Panas yang Dibutuhkan Ruang

Plenum, dan Rugi Kalor ... V-35 5.13. Time Table Waktu untuk Menaikkan Suhu Ruang Plenum ... V-36 5.14. Time Table Lama Pengeringan ... V-37 5.15. Alamat Input dan Output ... V-41 5.16. Mnemonic Code Sistem Rangkaian Paralel Burner... V-42 6.1. Time Table Hasil Simulasi Suhu Keluaran dari Blower ... VI-3 6.2. Time Table Hasil Simulasi Suhu Udara pada Ujung Saluran Penghantar

ke Ruang Plenum ... VI-4 6.3. Time Table Hasil Simulasi Suhu Ruang Plenum, Panas yang Dibutuhkan

Ruang Plenum, dan Rugi Kalor ... VI-5 6.4. Time Table Hasil Simulasi Waktu untuk Menaikkan Suhu Ruang Plenum VI-6

(18)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

TABEL HALAMAN

6.5. Time Table Hasil Simulasi Lama Pengeringan ... VI-7 6.6. Hasil Uji Statistik AME, AVE, dan Kalman Filter Terhadap Data

Suhu Keluaran dari Blower ... VI-8 6.7. Hasil Uji Validasi Model Terhadap Data Suhu Kleuaran dari Blower ... VI-8 6.8. Hasil Uji Statistik AME, AVE, dan Kalman Filter Terhadap Data

Suhu Udara pada Ujung Saluran Penghantar ke Ruang Plenum ... VI-9 6.9. Hasil Uji Validasi Model Terhadap Data Suhu Udara pada Ujung

(19)

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR HALAMAN

2.1. PT. Sang Hyang Seri (Persero) Kantor Regional IV Sumatera Utara .... II-3 2.2. Proses Pengeringan Menggunakan Lantai Jemur ... II-10 2.3. Proses Pengeringan Menggunakan Box Dryer ... II-11 2.4. Proses Pembersihan dan Sortasi Menggunakan Mesin Seed Cleaner .... II-12 2.5. Penyimpanan Benih Sementara ... II-13 2.6. Pengujian Benih ... II-14 2.7. Label Benih Bersertifikasi... II-15 2.8. Proses Pengepakan Benih Secara Manual dan Fully Automatic ... II-16 3.1. Struktur Gabah Tanaman Padi ... III-1 3.2. Skema Proses Pengeringan Mesin Dryer ... III-5 3.3. Komponen Burner Tampak pada Pandangan Samping ... III-7 3.4. Komponen Burner Tampak pada Pandangan Depan ... III-8 3.5. Skematik Diagram Tipikal Sistem Kontrol Elektrik ... III-11 3.6. Konstruksi Tipikal Elektrik Thermostat ... III-12 3.7. Panjang Masuk Kalor Hidrodinamik ... III-22 3.8. Heat Transfer secara Radiasi ... III-24 3.9. Proses Radiasi ... III-25 3.10. Thermocouple ... III-28 3.11. Rangkaian Dasar Termokopel ... III-29 3.12. 4 IN 1 Multi-Function Environment Meter ... III-30

(20)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR HALAMAN

3.13. Sistem Ril dan Sistem Imitasi ... III-32 3.14. Tampilan Awal Stat::Fit ... III-41 3.15. Tampilan Kotak Dialog Auto::Fit ... III-42 3.16. Tampilan Hasil Pengujian dengan Stat::Fit ... III-42 3.17. Ikon Powersim Contructor ... III-43 3.18. Tampilan Powersim Contructor ... III-44 3.19. Keterangan Tampilan Powersim Contructor ... III-44 3.20. Tools dalam Powersim Constructor ... III-45 3.21. Simbol Variabel Level... III-46 3.22. Simbol Variabel Rate ... III-46 3.23. Simbol Variabel Auxiliary... III-46 3.24. Simbol Variabel Constant ... III-47 3.25. Simbol Snapshot ... III-47 3.26. PLC OMRON CPM 1 A ... III-48 3.27. Struktur Dasar PLC ... III-51 3.28. Rangkaian Input PLC ... III-51 3.29. Rangkaian Output PLC ... III-52 3.30. Ladder Diagram ... III-53 3.31. Cara Membaca Ladder Diagram ... III-54

(21)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR HALAMAN

3.32. Simbol Ladder LD dan LD NOT ... III-55 3.33. Simbol Ladder AND dan AND NOT ... III-56 3.34. Simbol Ladder OR dan OR NOT ... III-56 3.35. Simbol Ladder OUT ... III-57 3.36. Simbol Ladder AND LD ... III-57 3.37. Simbol Ladder OR LD ... III-57 3.38. Ladder Diagram ... III-58 3.39. Relay ... III-59 3.40. Skema Relay ... III-59 3.41. Tampilan Menu Utama SYSWIN ... III-62 3.42. Membuat Ladder Diagram Menggunakan SYSWIN... III-62 3.43. Cara Mengakhiri Input Program SYSWIN ... III-63 4.1. Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-4 4.2. Blok Diagram Pengolahan Data ... IV-5 5.1. Posisi Lapisan dan Titik Sampel Pengukuran ... V-2 5.2. Saluran Penghantar dan Titik Pengukuran ... V-4 5.3. Langkah Pertama Pembentukan Causal Loop Suhu Ruang Plenum ... V-10 5.4. Langkah Kedua Pembentukan Causal Loop Rugi Kalor ... V-11 5.5. Langkah Ketiga Pembentukan Causal Loop Faktor Bentuk Total Ruang

(22)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR HALAMAN

5.6. Main Causal Loop ... V-12 5.7. Sub Model Suhu Ruang Plenum ... V-13 5.8. Main Model Simulasi Dinamis ... V-14 5.9. Blok Diagram Model ... V-15 5.10. Pengujian Data Suhu udara Shelter ... V-16 5.11. Pengujian Data Kelembaban Shelter ... V-16 5.12. Pengujian Data Suhu Dinding Saluran Penghantar ... V-17 5.13. Pengujian Data Losses Panas ... V-17 5.14. Pengujian Data Kelembaban Udara Ruang Plenum ... V-17 5.15. Nilai Rasio Kelembaban menggunakan Grafik Psikometrik ... V-19 5.16. Equation Window Powersim ... V-21 5.17. Time Graph Hasil Simulasi Suhu Keluaran Blower ... V-23 5.18. Time Graph Hasil Simulasi Suhu Udara pada Ujung Saluran Penghantar

ke Ruang Plenum ... V-24 5.19. Time Graph Hasil Simulasi Suhu Ruang Plenum, Panas yang Dibutuhkan

Ruang Plenum, dan Rugi Kalor ... V-25 5.20. Time Graph Hasil Simulasi Waktu untuk Menaikkan Suhu Ruang Plenum V-26 5.21. Time Graph Hasil Simulasi Lama Pengeringan ... V-27 5.22. Time Graph Suhu Keluaran dari Blower dan Suhu Udara pada Ujung

(23)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR HALAMAN

5.23. Time Graph Suhu Ruang Plenum, Panas yang Dibutuhkan Ruang Plenum, dan Rugi Kalor ... V-35 5.24. Time Graph Waktu untuk Menaikkan Suhu Ruang Plenum ... V-36 5.25. Time Graph Lama Pengeringan... V-37 5.26. Diagram Blo Sistem Input-Output Rangkaian Burner ... V-38 5.27. Blok On Line Sitem Rangkaian Paralel Burner ... V-39 5.28. Ladder Diagram Sistem Rangkaian Paralel Burner ... V-42 6.1. Flowchart Pengoperasian Sistem Rangkaian Paralel Burner Berbasis

(24)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN HALAMAN

1. Data Suhu dan Kelembaban Udara Shelter ... L-1 2. Psycometric Diagram ... L-2 3. Analisis Kebutuhan Energi pada Proses Pengeringan ... L-3 4. Hasil Program PLC Menggunakan Software SYSWIN ... L-4 5. Tabel Kebenaran ... L-5 6. Struktur Organisasi PT. Sang Hyang Seri Cabang Deli Serdang ... L-6 7. Surat Keputusan ... L-7

(25)

ABSTRAK

PT. Sang Hyang Seri (Persero) merupakan Badan Usaha Milik Negara yang bergerak dalam bidang perbenihan. Proses produksi dilakukan dalam beberapa tahap yaitu pengeringan, pembersihan (inspeksi), penggudangan, dan pengepakan. Pengeringan merupakan tahap yang sangat penting karena tahapan ini merupakan pengaturan suhu dan kadar air gabah agar kualitas benih tidak rusak. Pada proses ini Gabah Kering Panen (GKP) dengan kadar air 25 % dan suhu 25 °C (suhu kamar) direduksi menjadi Gabah Kering Kotor (GKK) dengan kadar air 12 % dan suhu 45 °C. Pengontrolan kadar air dilakukan dengan pengambilan sampel untuk di uji setiap satu jam, sehingga apabila kadar air sudah tercapai 12 %, maka pengeringan dihentikan.

Proses pengeringan terjadi pada box dryer dengan umpan GKP sebanyak 6 ton, dimana pengeringannya menggunakan mesin dryer yang bekerja secara konveksi yaitu dengan melalukan udara panas yang bersumber dari burner ke ruang plenum yang berfungsi sebagai penyimpan panas. Sedangkan perpindahan panas yang terjadi pada padi yaitu secara konduksi dan radiasi. Udara panas yang berada pada ruang plenum harus steady state pada 45 °C. Karena apabila suhu lebih besar atau lebih kecil dari 45 °C maka mengakibatkan embrio benih rusak dan terjadi case hardening dimana benih tidak kering secara merata.

Berdasarkan hasil pengamatan, terjadi unsteady state dimana sering ditemukan suhu dibawah 45 °C. Masalah lain yang ditemukan adalah overheating pada burner yang berakibat terhadap kerusakan nozzle. Sementara itu diketahui

nozzle memiliki kelemahan yaitu ketahanan dalam beroperasi secara normal

selama 3 hari, sehingga perlu dilakukan shutdown selama 3 jam yang berguna sebagai stagnasi panas. Shutdown yang terjadi selama 3 jam setiap 3 hari sangat mengganggu pengeringan karena proses pengeringan harus berhenti secara total. Untuk mendapatkan suhu yang diharapkan maka dilakukan teknik simulasi menggunakan software powersim, dimana langkah-langkah penyelesaian ditampilkan dengan causal loop yaitu dengan mengatur jumlah panas yang dimasukkan sesuai dengan panas yang dibutuhkan ruang plenum. Penambahan panas tersebut harus berbanding lurus dengan variabel rugi kalor yang merupakan tingkat kehilangan panas yang terjadi akibat adanya interaksi dengan lingkungan luar (shelter). Sementara, shutdown diatasi dengan teknik switching menggunakan sistem kerja berbasis PLC (Programmable Logic Control).

Dari hasil simulasi diperoleh kondisi steady state dapat tercapai dan lamanya waktu pengeringan dapat dikurangi dari waktu awal selama 8 jam menjadi 4,04–6,11 jam. Masalah shutdown juga dapat diatasi dengan melakukan repositioning burner yakni penambahan 1 unit burner dengan kapasitas 16-17 liter/jam yang dirancang secara paralel dengan merencanakan program kerja berbasis PLC, menggunakan timer on delay dengan waktu preset selama 3 jam dan sistem pemrograman timer bertingkat sehingga shutdown dapat terjadwal dan underheating serta preheating dapat dihilangkan. Perencanan program dinyatakan berhasil dengan adanya kesesuaian antara ladder diagram hasil dari software SYSWIN dan tabel kebenaran yang di uji dengan software PLC Simulator.

Kata kunci : Pengeringan, Heat Transfer, Steady State Suhu Ruang Plenum, Simulasi, Powersim, Shutdown, Switching,PLC, SYSWIN, PLC Simulator.

(26)

ABSTRAK

nozzle memiliki kelemahan yaitu ketahanan dalam beroperasi secara normal

Kata kunci : Pengeringan, Heat Transfer, Steady State Suhu Ruang Plenum, Simulasi, Powersim, Shutdown, Switching,PLC, SYSWIN, PLC Simulator.

(27)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

PT. Sang Hyang Seri (Persero) merupakan Badan Usaha Milik Negara yang bergerak dalam bidang perbenihan. Dari sejumlah operasi pengolahan benih, pengeringan (dryer) merupakan lintasan kritis dalam menentukan kualitas. Karena operasi ini berguna untuk mengatur suhu dan kadar air benih agar kualitas benih tidak rusak. Pengeringan merupakan proses awal yang dilakukan sebelum benih dibersihkan dan dimasukkan ke gudang simpan kemas.

Input proses pengeringan adalah gabah kering panen (GKP) yang berasal

dari petani penangkaran yang merupakan petani yang dibina oleh perusahaan dengan syarat hasil panen dijual kepada pihak perusahaan. GKP yang diterima perusahaan masih dalam keadaan basah dengan kadar air 25%. GKP ini kemudian dimasukkan ke box dryer sebanyak 6 ton untuk dikeringkan hingga mencapai kadar air 12% yang dinamakan Gabah Kering Kotor (GKK).

Proses pengeringan menggunakan alat pengering (mesin dryer) bekerja dengan sistem perpindahan panas secara konveksi. Dimana perpindahan panas secara konveksi terjadi dengan mengalirkan partikel-partikel fluida yang berupa udara panas. Fluida tersebut dialirkan dari sumber panas (burner) ke ruang

plenum. Untuk menghasilkan fluida tersebut perusahaan menggunakan satu unit

burner dengan kapasitas 15 liter/jam. Ruang plenum merupakan sistem

(28)

memanaskan gabah pada box dryer. Dalam proses pengeringan, suhu ruang plenum harus steady state pada 45 °C, karena apabila suhu lebih besar atau lebih kecil dari 45 °C dapat mengakibatkan embrio benih rusak dan terjadi case hardening yakni benih tidak kering secara merata.

Namun berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh peneliti, sering terjadi unsteady state suhu ruang plenum dimana suhu berada dibawah 45 °C. Disamping itu ditemui masalah overheating pada burner yang terjadi akibat lamanya proses pembakaran yang berakibat terhadap kerusakan nozzle sehingga diperlukan shutdown selama 3 jam setiap 3 hari. Shutdown tersebut dilakukan sebagai stagnasi panas khususnya pada nozzle, tetapi apabila dilakukan dapat mengganggu proses preheating bahkan mengakibatkan underheating sehingga menghambat proses pengeringan.

Dalam mengatasi masalah tersebut peneliti melakukan teknik simulasi untuk mengetahui cara menjaga steady state suhu ruang plenum dengan mempertahankan kestabilan jumlah panas yang keluar dengan jumlah panas yang dimasukkan ke ruang plenum, sehingga kualitas benih tidak rusak dan lamanya waktu pengeringan dapat dikurangi. Sedangkan untuk mengatasi masalah

shutdown dilakukan repositioning sumber panas berupa hubungan paralel

terhadap mesin burner dengan sistem kerja berbasis PLC (Programmable Logic

Control) sehingga shutdown dapat terjadwal. Dengan demikian, proses

(29)

1.2. Rumusan Permasalahan

Permasalahan yang dibahas adalah unsteady state suhu ruang plenum yang berakibat terhadap kerusakan benih dan masalah shutdown burner yang mengakibatkan terhentinya proses pengeringan selama 3 jam setiap 3 hari.

1.3. Tujuan dan Manfaat 1.3.1. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah mengatasi masalah yang dihadapi perusahaan yakni penjagaan steady state suhu ruang plenum agar kualitas benih tidak rusak, serta masalah shutdown yang terjadi pada burner sehingga proses pengeringan berjalan lancar.

1.3.2. Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Sebagai tambahan informasi tentang bagaimana menjaga steady state suhu ruang plenum.

2. Sebagai masukan bagi perusahaan dalam menghadapi masalah shutdown guna menjaga kelancaran proses pengeringan.

(30)

1.4. Batasan Masalah dan Asumsi – asumsi 1.4.1. Batasan Masalah

Penulis membatasi penelitiannya sebagai berikut :

1. Penelitian ini dilakukan hanya pada bagian pengeringan khususnya untuk jenis padi Inpari 13.

2. Perhitungan lama pengeringan menggunakan metode heat balance.

3. Sistem rangkaian paralel burner dengan PLC hanya sebatas perencanaan progam, tidak sampai ke perancangan secara teknisnya (engineering design).

1.4.2. Asumsi-asumsi

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : 1. Proses produksi berlangsung secara terus menerus (kontinu).

2. Proses perambatan panas pada padi secara homogen.

3. Volume spesifik udara pengering dianggap konstan sebesar 0,92 m3/kg.

1.5. Sistematika Penulisan Tugas Sarjana

Sistematika penulisan tugas sarjana agar mudah dipahami penulisannya maka akan disajikan dalam beberapa bab sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang permasalahan, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, asumsi-asumsi yang digunakan, pembatasan masalah, serta sistematika penulisan.

(31)

BAB II : GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

Berisi tentang gambaran perusahaan secara umum meliputi sejarah perusahaan, ruang lingkup usaha, proses produksi, tenaga kerja dan informasi lainnya.

BAB III : LANDASAN TEORI

Bab ini berisikan teori-teori yang berhubungan dengan heat transfer dan teori sistem PLC serta teori-teori lainnya yang mendukung dalam pembahasan dan penyelesaian masalah.

BAB IV : METODOLOGI PENELITIAN

Dalam hal ini menguraikan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pelaksanaan penelitian.

BAB V : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini memuat data detail yang berasal dari perusahaan dan literatur mengenai penelitian yang dilakukan, serta pengolahan data yang dilakukan sebagai dasar pada pembahasan masalah.

BAB VI : ANALISA PEMECAHAN MASALAH

Bab ini berisi tentang analisa dan pemecahan masalah dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan sebelumnya.

BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan dikemukakan beberapa kesimpulan yang diperoleh berdasarkan hasil analisa dan evaluasi data dan memberikan saran-saran untuk menjadi bahan pertimbangan oleh perusahaan.

(32)

BAB II

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

2.1. Sejarah Perusahaan

Pada tahun 1940 PT. Sang Hyang Seri (Persero) adalah perkebunan besar milik swasta asing (Inggris) dengan nama “Pamanukan & Tjiasem Lands” yang dengan adanya nasionalisasi pada tahun 1957 dikelola oleh Yayasan Pembangunan Daerah Jawa Barat (YPDB). Pada tahun 1966 YPDB menjadi “Proyek Produksi Pangan Sukamandi Jaya” bersamaan dengan dibentuknya “Proyek Penelitian dan Mekanisasi” serta “Proyek Perhewani”. Ketiga proyek ini dilebur pada tahun 1968 menjadi “Lembaga Sang Hyang Seri”.

Kemudian melalui Peraturan Pemerintah (PP) No. 22 tahun 1971 Lembaga Sang Hyang Seri menjadi Perusahaan Umum (PERUM). Sang Hyang Seri sebagai salah satu sub sistem perbenihan nasional yang dengan bantuan pinjaman dana dari Bank Dunia merupakan perusahaan perbenihan unggul dan bersertifikat yang modern dan terbesar di Indonesia bahkan di Asia Tenggara.

Perum Sang Hyang Seri mengembangkan wilayah pelayanannya dengan mendirikan :

1. Tahun 1973 Distrik Benih di Klaten Jawa Tengah.

2. Tahun 1977 Distrik Benih di Malang Jawa Timur dengan 7 unit produksi benih.

3. Tahun 1982 mendirikan cabang di Luar Jawa, yaitu di Lampung, Sumatera Utara, Sulawesi Selatan dan Sumatera Barat.

(33)

Pada tahun 1995 status PERUM berubah menjadi PERSERO dengan memperluas core business menjadi benih pertanian dan usaha lain yang langsung menunjang usaha perbenihan yang dapat meningkatkan pendapatan dan kinerja perusahaan. Pada tahun 1997 PT. Sang Hyang Seri (Persero) memasuki bisnis benih hortikultura dan pada tahun 2001 mulai mengembangkan bisnis agroinput yang berupa sarana produksi dan agrooutput yang berupa hasil pertanian.

Pada tahun 2003 core business dikembangkan dari benih tanaman pangan menjadi benih pertanian dalam arti luas, yaitu meliputi benih tanaman pangan, hortikultura, perkebunan, kehutanan, peternakan dan perikanan. Selain core business, pada tahun 2008 PT. Sang Hyang Seri (Persero) juga melakukan kegiatan penunjang core business dan optimalisasi pemanfaatan sumber daya perseroan. Pembinaan perusahaan dilaksanakan oleh Kementerian Badan Usaha Milik Negara Republik Indonesia.

PT. Sang Hyang Seri (Persero) Kantor Regional IV Sumatera Utara, merupakan cabang regional dari PT. Sang Hyang Seri (Persero) yang berpusat di Sukamandi Jawa Barat. PT. Sang Hyang Seri (Persero) Kantor Regional IV Sumatera Utara didirikan pada tahun 1981 dengan alamat kantor di jalan Raya Medan, Lubuk Pakam Km. 21 Tanjung Morawa. Wilayah kerja KR IV meliputi 4 (empat) propinsi yaitu propinsi Nanggroe Aceh Darussalam, propinsi Sumatera Utara, propinsi Sumatera Barat dan propinsi Riau serta meliputi 59 Kabupaten/Kota.

PT. Sang Hyang Seri (Persero) KR IV terdiri dari 4 (empat) Cabang yaitu Cabang Deli Serdang, Cabang Asahan, Cabang Lubuk Alung dan Cabang Solok,

(34)

serta 3 (tiga) Satuan Tugas (Satgas) yaitu Satgas Tapanuli Selatan , Satgas Riau dan Satgas NAD.

Gambar 2.1. PT. Sang Hyang Seri (Persero) Kantor Regional IV Sumatera Utara

2.2. Struktur Organisasi Perusahaan

Tipe organisasi yang digunakan perusahaan adalah organisasi tipe flat (hirarki horizontal) dimana tingkat hirarki kewenangan tidak banyak sehingga jumlah satuan organisasi hanya sedikit akan tetapi jumlah bawahan yang dikendalikan cukup banyak. Stuktur organisasi yang digunakan adalah struktur organiasasi matriks dimana organisasi diatur berdasarkan pengelompokan aktivitas dan tugas yang sama dikumpulkan menjadi satu untuk membentuk unit-unit kerja seperti produksi, operasi, pemasaran, keuangan, personalia, dan sebagainya yang memiliki fungsi yang terspesialisasi yang secara bersama-sama menangani semua proyek yang harus diselesaikan. Komunikasi (adanya

(35)

keterkaitan antar unit kerja) dan sharing antar unit-unit kerja selalu terjalin dengan baik untuk mendukung kelancaran operasional perbenihan yang berkualitas. Struktur organisasi PT. Sang Hyang Seri (Persero) dapat dilihat pada lampiran 6.

2.3. Ruang Lingkup Bidang Usaha

Ruang Lingkup Bidang Usaha PT. SHS Kantor Regional IV Sumatera Utara adalah:

1. Memproduksi benih pertanian varietas pelayanan (public variety) dan varietas komersial (commercial variety).

2. Memasarkan benih pertanian varietas pelayanan (public variety) dan varietas komersial (commercial variety).

3. Melakukan kemitraan usaha dengan produsen/penangkar benih baik swasta maupun milik pemerintah.

4. Melakukan penelitian dan pengembangan (research and development) yang menunjang bisnis usaha pembenihan.

2.4. Lokasi Perusahaan

Areal atau Lokasi PT. SHS merupakan salah satu faktor yang menentukan kelangsungan usaha dapat berjalan dengan baik. Oleh sebab itu ada hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan lokasi pabrik antara lain:

1. Tenaga kerja mudah didapat. 2. Bahan baku mudah didapat.

(36)

4. Fasilitas-fasilitas pendukung seperti sarana transportasi, listrik, dan air tersedia dengan baik dan layak.

Letak PT. SHS Kantor Regional IV Sumatera Utara berada di jalan Raya Medan-Lubuk Pakam Km. 21 Tanjung Morawa. Batas - batas perusahaan adalah : 1. Sebelah Timur berbatasan dengan pabrik minyak Para Sawita.

2. Sebelah Selatan berbatasan dengan aneka jenis tanaman pertanian. 3. Sebelah Barat berbatasan dengan jalan raya Tanjung Morawa. 4. Sebelah Utara berbatasan denagan pekuburan / tanah wakaf.

2.5. Proses Produksi

Proses produksi yang terdapat di Pabrik Pengolahan Benih PT. Sang Hyang Seri (Persero) adalah melakukan pengolahan terhadap GKP (gabah kering panen) menjadi benih bersertifikat. Produk yang dihasilkan adalah benih unggul bersertifikat, dimana benih ini mengalami proses produksi dan pengujian di laboratorium. Benih yang lulus pengujian merupakan benih unggul dan diberi sertifikat. Hasil proses pengolahan yang tidak dapat dijadikan produk yaitu benih kosong dan jerami.

2.5.1. Standard Mutu Bahan/Produk

Standar mutu dari produk yang dihasilkan oleh PT. Sang Hyang Seri (Persero) harus disesuaikan dengan spesifikasi standar mutu BPSBTPH (Balai Pengawasan Sertifikasi Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura) dan harus dilakukan pengujian benih. Hal ini dilakukan agar produk yang dihasilkan pabrik

(37)

dapat diterima oleh pasar. Sehingga, untuk meningkatkan daya saing, benih yang dihasilkan harus memenuhi spesifikasi mutu. Mutu benih lulus adalah suatu ukuran mutu yang sangat penting karena mempengaruhi pertumbuhan benih dan mutu hasil dari penanaman benih. Pengujian mutu pada perusahaan dilakukan secara intern dan ekstern. Pengujian mutu intern dilakukan pada laboratorium pabrik, sedangkan pengujian mutu ekstern dilakukan oleh BPSBTPH. Kelulusan benih dan sertifikasi benih berada pada keputusan BPSBTPH, walaupun sudah dilakukan pengujian sendiri di laboratorium PT. Sang Hyang Seri (Persero).

Bahan baku yang digunakan PT. Sang Hyang Seri (Persero) adalah Gabah Kering Panen (GKP) padi . Standard mutu bahan yang ditetapkan oleh perusahaan untuk setiap GKP padi yang masuk ke pabrik adalah sebagai berikut :

a. Kadar air yang terkandung dalam Gabah Kering Panen (GKP) : 25% b. Butir hijau yang terdapat dalam Gabah Kering Panen (GKP) : 5 % c. Kotoran benih yang terdapat dalam Gabah Kering Panen (GKP) : 7 %

Standard mutu produk yang ditetapkan oleh perusahaan untuk setiap benih kantong adalah sebagai berikut :

a. Kadar air yang terkandung dalam Benih Lulus (BL) sebesar 12% b. Benih murni dalam Benih Lulus (BL) 99,7%

c. Kotoran benih yang terdapat dalam Benih Lulus (BL) 0,2%

d. Benih varietas lain yang terkandung dalam Benih Lulus (BL) 0,1% e. Daya tumbuh atau daya berkecambah Benih Lulus (BL) 85% f. Bebas dari hama dan penyakit.

(38)

2.5.2. Bahan yang Digunakan (Bahan Baku dan Bahan Penolong) 2.5.2.1.Bahan Baku

Mutu hasil olahan dipengaruhi oleh mutu bahan baku dan proses pengolahan, sedangkan mutu bahan baku dipengaruhi oleh sistem panen. Bahan baku yang digunakan perusahaan dalam memproduksi benih padi bersertifikat adalah Gabah Kering Panen (GKP) padi. GKP padi diperoleh perusahaan dari hasil penangkaran antara perusahaan dengan kelompok tani di Sumatera Utara, dimana PT. Sang Hyang Seri (Persero) menjadi pengasuh kelompok tani tersebut.

Bahan baku yang akan diproses tidak boleh melebihi kadar air yang ditentukan yaitu 25% dan kadar kotoran 7%, kalau lebih dari yang ditentukan maka harga padi tersebut akan menjadi turun dan hal tersebut sudah dilakukan kesepakatan terlebih dahulu. Setelah melakukan pengecekan barulah penimbangan dilakukan dan disimpan kedalam gudang untuk sementara.

Bahan baku GKP yang diterima adalah GKP level FS (Foundation Seed), SS (Stock Seed), ES (Extention Seed). Bahan baku yang diterima terdiri dari delapan varietas, yaitu :

a. INP-10 dan INP-13 b. Mekongga

c. Cibago d. Chierang e. Bestari f. Cigelis g. Situbagendit

(39)

2.5.2.2.Bahan Penolong

Bahan penolong adalah bahan yang digunakan dalam proses produksi tetapi tidak terdapat dalam produk akhir. Bahan ini secara tidak langsung mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan. Bahan penolong yang digunakan dalam proses produksi adalah sebagai berikut :

1. Solar

PT. Sang Hyang Seri (Persero) menggunakan solar untuk bahan bakar mesin-mesin produksi seperti mesin-mesin dryer, seed-cleaner and sortation machine dan generator listrik (genset).

2. Udara panas

Udara panas memegang peranan penting dalam proses pengolahan benih bersertifikat. Udara panas ini digunakan dalam proses pengeringan GKP. Kadar air GKP harus diturunkan dari 25% menjadi maksimal 12%. Udara panas dapat diperoleh baik secara alami menggunakan sinar matahari dan secara buatan menggunakan mesin dryer. Udara panas yang dihasilkan dari

burner dihisap dan dihembuskan oleh blower ke ruang plenum yang

kemudian didistribusikan ke box dryer untuk mengeringkan padi yang berada pada box dryer tersebut.

3. Phostoxin

Phostoxin digunakan untuk mengendalikan hama gudang, pada saat benih

(40)

2.5.3. Uraian Proses Produksi

Proses produksi pada pengolahan benih padi bersertifkat PT. Sang Hyang Seri (Persero) merupakan proses produksi terus-menerus (continue Process). Untuk memperoleh benih lulus yang sesuai dengan standar mutu yang ditentukan, proses pengolahan GKP (Gabah Kering Panen) menjadi benih lulus melewati beberapa tahap. Tahapan-tahapan Pengolahan GKP pada PT. Sang Hyang Seri (Persero) menjadi benih lulus diuraikan seperti berikut :

2.5.3.1.Persiapan Pengolahan Benih

Persiapan-persiapan yang perlu dilakukan untuk mengolah benih padi adalah sebagai berikut :

1. Pembersihan lantai jemur, mesin dan peralatan, tempat-tempat penyimpanan (gudang dan selokan).

2. Pemeliharaan dan perbaikan mesin-mesin dan peralatan.

2.5.3.2.Penerimaan Calon Benih

Ada beberapa kegiatan yang dilakukan pada saat penerimaan GKP yaitu pemeriksaan dokumen, penimbangan Gabah Kering Panen (GKP) dan pengambilan sampel oleh petugas bagian Pegawai Laboratorium. Pemeriksaan dokumen yang dilakukan berupa Surat Pengantar Hasil Panen (SPHP) disertai surat sortasi dari tim panen, diantaranya adalah nomor induk lapangan, musim tanam, nama petani penggarap, blok sertifikasi, luas tanam, luas panen, tanggal panen, varietas, kelas benih, tonase, pemeriksaan kadar air, kadar kotoran dan

(41)

kemurnian varietas yang kemudian disimpan kedalam gudang untuk sementara. Ketika dilakukan penimbangan, Pegawai Laboratorium melakukan pengembalian sampel GKP untuk kebutuhan pengujian pendahuluan. Sampel tersebut kemudian dibawa ke labolatorium untuk dianalisis lebih lanjut.

2.5.3.3.Pengeringan

Pengeringan dilakukan untuk menurunkan kadar air pada benih, agar benih tahan lama dalam penyimpanan, adapun cara pengeringan dilakukan dengan 2 cara yaitu :

1. Secara manual (Alami)

Pengeringan secara manual dilakukan dengan cara menjemur benih agar terkena sinar matahari. Dalam kondisi cuaca cerah, pengeringan dengan cara manual membutuhkan waktu kira-kira 2-3 hari. Pengeringan dengan cara manual ini dilakukan karena dapat menghemat biaya.

(42)

2. Secara Otomatis dengan Box Dryer

Gambar 2.3. Proses Pengeringan Menggunakan Box Dryer

Pengeringan dengan box dryer adalah jenis pengeringan compartement

dryer. Pengeringan dengan box dryer adalah pengeringan dengan cara

memasukkan benih ke dalam box dryer, dengan kapasitas box 5-6 ton. Calon benih (GKP) yang sudah masuk kedalam box dryer terlebih dahulu diberi hembusan angin dengan menggunakan blower selama satu jam, selanjutnya udara panas yang dikeluarkan oleh mesin burner diberikan berangsur-angsur hingga suhunya mencapai 45 0C.Ketebalan tumpukan padi 0,5m – 0,6m agar pada waktu melakukan pembalikan mudah dilakukan. Pembalikan dilakukan tiap 1 jam, sebelum dilakukan pembalikan harus dilakukan pengecekan suhu dan kadar air calon benih. Penurunan kadar air rata-rata 0,5% – 1,2 % per jam dan pengeringan dilanjutkan sampai kadar air 12% selama ± 7-8 jam.

2.5.3.4.Pembersihan dan Sortasi

Benih padi yang telah dikeringkan (kadar air 12%) kemudian dibersihkan dengan mesin seed cleaner. Pembersihan benih menggunakan blower dan pengayakan benih menggunakan ayakan (vibrating screen). Mesin ini

(43)

memisahkan antara jerami, benih kosong dan benih bersih. Benih bersih ini masih perlu diperiksa lagi secara periodik untuk mengetahui seberapa banyak butiran apung yang terikut. Ini diketahui dengan cara setiap 100 gr benih tidak melebihi 200 butir apung dan kotoran 0,2% (setiap 1 jam sekali). Penyotiran GKK (Gabah Kering Kotor) dilakukan untuk mendapatkan benih yang seragam dan dan bersih. Saringan mesin seed cleaner terdiri dari 2 (dua) saringan, yaitu saringan atas

(Scalper) dimana benih yang dikehendaki menembus lobang saringan dengan

bebas sedangkan kotoran-kotoran kasar yang tidak bisa menembus saringan akan terpisah dan saringan bawah (saringan sortasi) berfungsi untuk menyortir benih berdasarkan ukurannya. Pada saringan ini benih berisi penuh dan benih yang kosong akan dipisahkan.

Proses ini juga berfungsi sebagai preconditioning benih sebelum dimasukkan ke dalam gudang penyimpanan sementara, dimana temperatur benih hasil proses pengeringan dengan suhu 450 C diturunkan menjadi suhu kamar.

Gambar 2.4. Proses Pembersihan dan Sortasi Menggunakan Mesin Seed Cleaner

(44)

2.5.3.5.Penyimpanan Benih Sementara

Tujuan penyimpanan benih adalah sebagai masa dormansi yang untuk mempertahankan kualitas benih dan mencegah kerusakan. Penyimpanan benih di gudang harus menggunakan alas berupa palet / papan kayu atau balok-balok kayu agar karung benih tidak langsung bersentuhan dengan lantai gudang. Benih yang disimpan segera di fumigasi dengan Phostoxin atau disemprot dengan insektisida siloan / satifsar / damfin untuk disanitasi. Setiap tumpukan benih diberi kartu identitas yang berisikan data antara lain : nomor tumpukan, varietas, tanggal panen, jumlahnya, tanggal pengujian, tanggal kadaluarsa, dan tanggal penyemprotan / fumigasi.

Gambar 2.5. Penyimpanan Benih Sementara

2.5.3.6.Pengujian Benih

Pengujian benih dilakukan melalui beberapa tahap, diantaranya: 1. Pengujian Kadar Air

Kadar air suatu benih mempunyai peranan yang sangat besar dalam pengaruhnya terhadap reabilitas dan merupakan hal penting bagi benih yang akan dipasarkan serta berpengaruh juga pada daya tahan benih karena terlalu rendah kadar air benih dapat mematikan daya tumbuh benih sehingga kadar air

(45)

yang ditetapkan oleh perusahaan yakni 12%. Untuk mengetahui kandungan air pada benih yang terikat secara fisik disebut dengan kandungan air bebas yang dinyatakan dengan proses berat dapat digunakan alat moisture tester.

2. Pengujian Daya Kecambah

Pengujian ini diambil dari proses kerja yang telah dijernihkan agar mendapat pertumbuhan lerai benih yang diujikan dan mendekati kenyataan di lapangan. Persentase daya tumbuh adalah persentase dari benih yang membentuk bibit/tanaman normal pada lingkungan yang sesuai bagi pertumbuhan benih dalam jangka waktu tertentu. Dalam hal pengujian ini bisa juga terlihat atau diamati biji normal, biji up-normal, biji keras, biji dorman, biji segar tidak tumbuh dan biji mati. Daya kecambah minimal 85%. Pengujian benih dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Pengujian Benih

2.5.3.7.Proses Sertifikasi Benih

Sertifikasi benih merupakan unsur yang sangat penting bagi pembenihan karena untuk pemeliharaan kemurnian mutu benih dari suatu verietas dan serta menyediakan secara kontinu kepada petani. Disamping mempertahankan kemurnian keturunan yang dimiliki oleh suatu varietas, membantu pula produsen

(46)

benih dalam memproduksikan dengan kualitas mutu yang lebih baik serta membantu petani mendapatkan benih yang digunakan, baik jaminan kebenaran varietas maupun mutunya.

Dalam memproduksi benih bersertifikat maka perlu diperhatikan ketentuan-ketentuan sebagai berikut :

1. Permohonan sertifikasi dengan melampirkan areal sertifikasi label / keterangan benih yang akan dipanen.

2. Pemeriksaan yang meliputi pemeriksaan merupakan apakah suatu areal sertifikasi dapat diterima atau tidak

a. Fase vegetatif b. Fase pembungaan c. Fase masak

3. Pemeriksaan alat Processing tidak terkontaminasi dengan varietas lain. 4. Pengambilan contoh benih yang mewakili stok benih yang ada.

5. Pengujian laboratorium secara teratur atau terjadwal. 6. Laporan sesuai stok yang diujikan dalam kelompok benih

7. Pelebelan sesuai dengan stok yang diujikan dalam kelompok benih.

(47)

Benih yang telah lulus uji oleh BPSBTPH (Balai Pengawasan Sertifikasi Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura) akan diberi label bersertifikat dan selanjutnya dapat dilakukan pengepakan.

2.5.3.8.Pengepakan

Setelah selesai dilakukan pengujian benih dan dinyatakan lulus maka dilakukan pengepakan benih padi. Pengepakan benih dilakukan sesuai dengan permintaan pasar. Pengepakan benih dilakukan dengan ketelitian yang baik misalnya mengenai :

a. Penimbangan (per kantong) b. Pemberian label

c. Logo yang jelas

Gambar 2.8. Proses Pengepakan Benih Secara Manual dan Fully Automatic

Proses pengepakan yang terdapat pada perusahaan yaitu proses pengepakan secara manual dan fully automatic. Pengepakan secara fully automatic jarang dilakukan perusahaan karena membutuhkan persyaratan yang berat. Setelah selesai

(48)

pengepakan, benih disimpan di gudang produk sebelum benih tersebut dipasarkan. Dimana pemasaran dilakukan secara ritel (eceran) dan korforat (kerjasama dengan instansi dan BUMN dan BUMD.

(49)

2.6. Mesin dan Peralatan

Mesin-mesin dan peralatan yang digunakan pada PT. Sang Hyang Seri (Persero) Kantor Regional IV Sumatera Utara adalah : Mesin-mesin yang digunakan pada PT. Sang Hyang Seri sebagai berikut :

Tabel 2.1. Mesin-mesin yang Digunakan

No. Nama Mesin Gambar Keterangan

1 Burner &

Blower

Burner Fungsi : pemanas Merek : weishaupt Daya : 1,5 KVA Motor : 17,3 HP Putaran : 3500 rpm

Centrifugal Blower Fungsi : menghisap dan meng hembuskan udara panas ke box Merek : westin Tegangan : 19,5 KVA Putaran : 2400 rpm Kecepatan angin : 150 m/s

2 Box Dryer

Kapasitas 5 ton : (p x l x t) - 5 x 4 x 2 m - 4 x 4 x 2 m

Kapasitas 6 ton : (px l x t) 7 x 4 x 2 m

(50)

Tabel 2.1. Mesin- Mesin yang Digunakan (Lanjutan)

No. Nama Mesin Gambar Keterangan

3 Seed Cleaner

Merek : Robber D 4950 & Petkus K 531 Dimensi : 5,060x2,1x2,210mm

Berat : 1300 Kg

Power : 4 Kw

Kapasitas : 2 Ton/Jam Jumlah : 2 Unit

4 Penjahit Karung

Merek : Newlong Portable Sewing Machine Tipe : NP – 7A

Putaran : 1900 rpm Jenis jarum : DN x 1 Berat : 6 kg Daya : 65 W

(51)

Adapun peralatan yang digunakan pada PT. Sang Hyang Seri sebagai berikut :

Tabel 2.2. Peralatan yang Digunakan

No. Peralatan Gambar Keterangan

1 Truk

Tipe : Toyota Dyna 125 LT, Mitsubishi Colt Diesel 135 PS, Toyota

Rino 115 PS

Fungsi : Alat angkut GKP dan benih lulus

Kapasitas : 4500 kg Jumlah : 3 Unit

2 Forklift

Merek : Komatsu dan Mitsubishi Fungsi : Alat angkut GKP dan

benih lulus (material handling)

Kapasitas : 1500 – 2400 kg Jumlah : 2 Unit

3 Moisture

Tester

Fungsi : Mengukur kadar air Jumlah : 1 unit

(52)

Tabel 2.2. Peralatan yang Digunakan (Lanjutan)

No. Peralatan Gambar Keterangan

4 Timbangan

Merek : Avery & Abadi Fungsi : Mengukur berat benih Kapasitas : 500 kg & 25 kg Jumlah : 3 Unit

5 Palet

Fungsi : Sebagai dudukan karung berisi GKP dan berisi benih bersih

Kapasitas : 1000 Kg Jumlah : ± 500 Unit

(53)

Tabel 2.2. Peralatan yang Digunakan (Lanjutan)

No. Peralatan Gambar Keterangan

6 Impulse

sealer

Fungsi : Menutup kemasan plastik yang sudah berisi benih lulus Jumlah : 2 unit

7 Oven

Fungsi : Memanaskan/mengeringkan bahan pengujian pada laboratorium

Jumlah : 1 unit

8 Germinator Fungsi : Alat pemeraman Jumlah : 1 unit

(54)

2.7. Utilitas

Yang dimaksud dengan utilitas dalam sebuah pabrik adalah unit pembantu produksi yang tidak terlibat secara langsung terhadap bahan baku, tetapi penunjang proses agar produksi dapat berjalan lancar. Utilitas yang terdapat pada PT. SHS antara lain sebagai berikut:

1. Unit Pembangkit Tenaga (Power Plant)

Tenaga yang digunakan untuk dapat mengoperasikan seluruh alat dan mesin di PT. SHS diperoleh dari tenaga listrik PLN. Selain itu, tenaga listrik juga diperoleh dari unit pendukung seperti genset. Adapun spesifikasi dari mesin genset yang digunakan adalah :

Output : 32,5 KVA Voltage : 380/220 V Frekuensi : 50 Hz

Daya listrik yang tersedia didistribusikan ke bagian-bagian sebagai berikut :

a. Perumahan pimpinan, staf dan karyawan.

b. Penerangan dan arus listrik kantor dan pabrik serta jalan. c. Unit-unit proses pengolahan benih.

2. Unit Pengolahan Air (Water Treatment)

Salah satu bagian yang penting untuk mendukung proses pengolahan di PT. SHS adalah air. Sumber air di PT. SHS berasal dari PDAM Deli Serdang. Fungsi air di sini tidak dapat tergantikan oleh senyawa lain. Air digunakan untuk keperluan sebagai berikut :

(55)

a. Air domestik, yaitu air yang digunakan di luar kegiatan pabrik (kantor dan perumahan).

b. Air proses, yaitu air yang digunakan untuk keperluan laboratorium.

2.8. Safety dan Fire Protection

Safety and Fire Protection yang ada di PT. Sang Hyang Seri (Persero) Cabang Deli Serdang didukung oleh sarana dan prasarana yang disediakan oleh perusahaan. Keselamatan kerja merupakan sarana utama untuk pencegahan kecelakaan kerja, cacat dan kematian yang diakibatkan oleh kecelakaan kerja. Kecelakaan kerja yang terjadi dapat mengakibatkan hambatan-hambatan yang sekaligus juga merupakan kerugian secara tidak langsung seperti kerusakan mesin dan peralatan kerja, terhentinya proses produksi untuk beberapa saat hal ini akan menyebabkan tingginya biaya produksi. Perusahaan sebenarnya telah memiliki kebijakan dalam hal safety terhadap bahaya. Namun, pelaksanaannya belum maksimal karena para pekerja belum seluruhnya mematuhi kebijakan yang telah dibuat. Kesadaran pekerja akan pentingnya keselamatan dan kesehatan kerja masih sangat kurang, hal tersebut terlihat dari belum ada pekerja yang menggunakan masker pada bagian produksi khususnya di bagian pengeringan dan penyortiran.

Untuk kegiatan penanggulangan bahaya kebakaran perusahaan juga melengkapinya dengan peralatan kerja pendukung seperti : alat pemadam api (fire extingwisher) di daerah penting dalam pabrik, pompa air dan penyemprot air.

(56)

2.9. Waste Treatment

Limbah dari hasil pengolahan GKP hingga menjadi benih bersih adalah limbah berupa gabah kosong dan jerami kering yang keluar dari stasiun seed

cleaner setelah dua kali proses pembersihan menuju corong ke tempat

penampungan limbah. Limbah ini kemudian dibakar atau diberikan kepada masyarakat yang ingin memanfaatkannya.

2.10. Tenaga Kerja

Jumlah tenaga kerja pada Kantor Cabang Deli Serdang berjumlah 76 orang dengan berbagai posisi yang dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Jumlah Tenaga Kerja Berdasarkan Posisi Pada PT. Sang Hyang Seri Cabang Deli Serdang

No. Posisi Jumlah Total

Karyawan Tetap

Manajer 1

2 Sekertaris 1

3 Asst. Manajer Keuangan &

SDM 1

4 Asst. Manajer Produksi 1

5 Asst. Manajer Pasar Ritel 1 6 Asst. Manajer Pasar Korporat 1

7 Asst. Manajer Litbang 1

8 Supervisior Keuangan 1

9 Supervisior SDM 1

10 Supervisior Kebun 1

11 Supervisior Pengolahan & PPM 1 12 Supervisior Logistik dan

Hortikultura 1 13 Supervisior Simpan Kemas 1

(57)

Tabel 2.3. Jumlah Tenaga Kerja Berdasarkan Posisi Pada PT. Sang Hyang Seri Cabang Deli Serdang (Lanjutan)

No. Posisi Jumlah Total

15 Supervisior Pasar Ritel 1

16 Supervisior Adm. Pasar Ritel 1 17 Supervisior Pasar Korporat 1 18 Supervisior Adm. Pasar

Korporat 1

19 Supervisior Mutu 1

20 Agronomis 1

Karyawan Kontrak

Pegawai Administrasi 1

22 Pegawai Kebun 3

23 Mekanik 1

24 Operator Produksi 1

25 Pegawai Lapangan Logistik 2

26 Operator Gudang 1

27 Operator Forklift 2

28 Pegawai Lapangan Ritel 1

29 Pegawai Lapangan Korporat 1

30 Pegawai Laboratorium 2

31 Pegawai Lapangan Agronomis 1

32 BHL Lantai Jemur 10

33 Borongan Box Dryer 8

34 Borongan Seed Cleaner 6

35 Borongan Packing 5

36 Supir 1

37 Satpam 4

38 Pelayanan Dalam Ruangan 3

39 Pelayanan Dalam Ruangan 3

(58)

2.11. Fasilitas Perusahaan

Adapun fasilitas dari pihak perusahaan untuk para tenaga kerja adalah sebagai berikut :

1. Manajer cabang : perumahan, alat transportasi, layanan rumah sakit, asuransi, kompensasi (gaji, bonus, insentif, tunjangan), promosi dan lain-lain.

2. Asisten manajer : alat transportasi, layanan rumah sakit, asuransi, kompensasi (gaji, bonus, insentif, tunjangan), promosi dan lain-lain.

3. Karyawan tetap : layanan rumah sakit, asuransi, kompensasi (gaji, bonus, insentif, tunjangan), promosi dan lain-lain.

4. Karyawan kontrak : kompensasi (gaji, bonus, insentif, tunjangan).

2.12. Tata Letak Perusahaan

Jenis tata letak atau susunan mesin dan peralatan yang terdapat pada PT. Sang Hyang Seri adalah product layout, karena mesin-mesin dan peralatan disusun berdasarkan urutan proses produksi.

Bentuk umum pola aliran bahan pada PT. Sang Hyang Seri identik dengan zig-zag, karena proses produksi yang panjang dan berkelok-kelok, guna memaksimalkan lokasi pabrik.

Berdasarkan kegiatan-kegiatan yang ada di PT. Sang Hyang Seri, bagian/departemen yang ada pada perusahaan dapat dibagi atas :

1. Bagian Produksi

a. Penerimaan Calon Benih : 13 x 10 m b. Pengeringan : 62,8 x 19 x 6 m

(59)

c. Pembersihan dan sortasi : 20 x 5 m = 100 m2

d. Penyimpanan Benih : (35,3 x 20,4 m) dan (25 x 12m) f. Pengepakan/Packing : 65 x 15 m

2. Bagian Production Service

a. Laboratorium : 4 x 5 m

b. Lantai Penjemuran : (28 x 15,5 m) dan (24,2 x 15,5 m) 3. Bagian General Service

a. Kantor Regional : 32,1 x 16,6 m b. Kantor Cabang : 14,8 x 10 m c. Kantor Administrasi Gudang : 15 x 5 m d. Kantor Asisten Pabrik : 10 x 10 m e. Koperasi dan SHS Shop : 12,1 x 7,2 m f. Pos Satpam : 3,4 x 2,5 m g. Parkir Mobil : 12,1 x 5 m h. Parkir Sepeda Motor : 4,6 x 3,7 m i. Lapangan Tenis : 23,8 x 10,97 m j. Lapangan Badminton : 14,8 x 6,2 m

k. Gudang Penyimpanan Barang Jadi : 24,5 x 12,5 m 4. Bagian Personal Service

a. Toilet : (3,2 x 2 m);(3 x 2 m) dan (4,1 x 3,2 m) b. Musholla (Tempat Ibadah) : 11,3 x 10,4 m

c. Rumah Dinas : (14,8 x 9,7 m) x 4 unit 5. Bagian Physical Plant Service

(60)

a. Gudang : 10 x 5,7 m b. Ruang mesin : 6 x 4 m

(61)

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

3.1. Morfologi dan Anatomi Gabah Padi1

Gambar 3.1. Struktur Gabah Tanaman Padi

Gabah terdiri dari atas biji yang terbungkus oleh sekam. Biji tersebut dikenal dengan nama beras pecah kulit adalah caryopis. Gabah tersusun dari 15-30 persen kulit luar (sekam), 4-5 persen kulit ari (pericarp), 12-14 persen bekatul, 65-67 persen endosperm, dan 2-3 persen embrio. Struktur anatomi gabah dapat dilihat pada gambar 3.1.

Karim Makarim. 2010. Morfologi dan Fisiologi Tanaman Padi. Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. Hal. 300

(62)

Sekam dibentuk oleh palea dan lemma. Palea adalah bagian penutup kecil yang ditutupi oleh lemma yang merupakan bagian penutup yang besar dan memiliki bulu (awn). Palea dan lemma melakat pada sumbu kecil yang disebut rakhilla.

Palea dan lemma yang telah masak akan mengeluarkan kepala sari. Sedangkan

sterile lemma atau sering disebut lemma mandul merupakan lemma yang tidak

dapat mengeluarkan kepala sari.

Caryopsis terdiri atas pericarp, tegmen, aleuron, embrio, dan starchy endosperm. Pericarp merupakan lapisan kulit terluar dari caryopsis yang sangat tipis (kulit ari) yang merupakan pembungkus dari caryopsis. Pericarp terdiri atas lapisan epicarp dan mesocarp. Epicarp merupakan lapisan luar pericarp, sedangkan mesocarp merupakan lapisan yang terletak dibawah epicarp. Tegmen juga merupakan lapisan kulit ari yang berada di bawah lapisan pericarp.

Starchy endosperm merupakan lapisan yang terletak dibawah tegmen yang tertutupi oleh aleuron. Lapisan aleuron terdiri atas sel-sel parenchym yang berbentuk bujur sangkar dan diisi dengan serpih aleuron yang kecil.

Embrio juga tertutupi oleh lapisan aleuron yang terdiri dari scutellum, epiblast, dan plumule. Embrio merupakan calon individu baru yang nantinya akan berkembang menjadi radicle. Radicle merupakan akar yang tumbuh pada saat benih berkecambah. Pada benih yang sedang berkecambah timbul calon akar dan batang. Calon akar mengalami pertumbuhan ke arah bawah sehingga terbentuk akar tunggang, sedangkan calon batang akan tumbuh ke atas sehingga terbentuk batang dan daun.

(63)

Untuk mencegah terjadinya perkecambahan, maka gabah yang merupakan calon benih harus segera dikeringkan sampai batas kadar air 12% , sehingga dapat disimpan untuk kemudian digunakan sebagai benih padi yang siap untuk ditanam.

3.2. Pengeringan2

Perpindahan panas dalam proses pengeringan dapat terjadi melalui dua cara yaitu pengeringan langsung dan pengeringan tidak langsung. Pengeringan langsung yaitu sumber panas berhubungan dengan bahan yang dikeringkan, sedangkan pengeringan tidak langsung yaitu panas dari sumber panas dilewatkan

Pengeringan adalah suatu cara untuk mengurangi jumlah kandungan air di dalam suatu bahan (gabah) dengan cara menguapkan air tesebut menggunakan energi panas. Penurunan kandungan air biasanya dilakukan sampai mencapai kadar air tertentu sehingga enzim dan mikroba penyebab kerusakan bahan menjadi tidak aktif atau mati.

Prinsip pengeringan biasanya melibatkan dua kejadian yaitu panas yang harus diberikan pada bahan dan air yang harus dikeluarkan dari bahan. Dua fenomena ini menyangkut pindah panas ke dalam dan pindah massa ke luar. Yang dimaksudkan dengan pindah massa adalah pemindahan air keluar dari bahan pangan. Dalam pengeringan umumnya diinginkan kecepatan pengeringan yang maksimum, oleh karena itu semua usaha dibuat untuk mempercepat pindah panas dan pindah massa.

A.S Fachruddien. A Cahyana. 1997. Pengeringan, Penanganan Pasca Panen Bahan Hasil Pertanian. PPPG Pertanian. Cianjur. Hal 6

(64)

melalui permukaan benda padat (conventer) dan konventer tersebut yang berhubungan dengan bahan yang ingin dikeringkan.

Doddy A Darmajana. 1987. Alat Pengering Gabah Tipe Bak. Balai Pengembangan Teknologi Tepat Guna. Subang. Hal. 6.

Dalam pengeringan gabah padi dengan menggunakan box dryer, metode yang digunakan untuk memprediksi waktu pengeringan adalah metode kesetimbangan panas (heat balance). Metode kesetimbangan panas mengasumsikan bahwa panas “sensible” udara pengering yang hilang melalui tumpukan (massa) gabah adalah sama dengan panas “latent” yang dibutuhkan untuk penguapan air yang hilang dari gabah.

Langkah pertama dalam menghitung waktu pengeringan adalah menghitung jumlah air yang harus diuapkan (dibuang) dari gabah. Formula yang digunakan untuk menghitung jumlah air yang harus diuapkan sebagai berikut :

Dimana : mw = berat air yang harus dilepaskan dari masa gabah (kg) mg = berat gabah basah yang akan dikeringkan (kg) Mi = kadar gabah awal (% basis basah)

Me = kadar kesetimbangan dari massa gabah berkaitan dengan suhu dan kelembaban relatif udara pengeringan atau kadar air gabah akhir yang dituju (% basis basah)

Setelah diperoleh jumlah berat air yang harus dilepaskan, maka dapat dihitung massa udara kering yang dibutuhkan untuk pengeringan adalah sebagai berikut :

(65)

Dimana : ma = massa udara kering yang harus dihembuskan (kg)

Wi = rasio kelembaban udara yang masuk ke dalam massa gabah (gram uap air/kg udara kering)

Ws = rasio kelembaban udara di sekitar gabah (gram uap air/kg udara kering)

Dari hasil perhitungan massa udara kering yang harus dihembuskan, dapat diperoleh lamanya waktu pengeringan dengan perhitungan sebagai berikut :

Dimana : B = waktu/lama pengeringan (jam)

V = volume spesifik udara pengering (m3/kg) Va = debit aliran udara pengering (m3/jam)

3.3. Prinsip Kerja Mesin Dryer4

Mesin dryer pada proses pengeringan gabah padi dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2. Skema Proses Pengeringan Mesin Dryer

Kamin Sumardi. 2011. Mesin Pengering Padi Kapasitas 5 Ton.

(66)

Dari gambar 3.2. dapat dilihat bahwa gabah padi yang berada pada box penampung dikeringkan dengan menggunakan panas yang berasal dari mesin

burner dan dialirkan menggunakan blower. Suhu pada ruang plenum diukur

menggunakan thermostat dengan alat kontrol suhu yang dinamakan bulb yang berguna untuk menjaga suhu agar tidak melebihi batas maksimum suhu yang diingankan. Dalam hal ini, batas maksimum suhu pengeringan padi yaitu 45°C.

Pada proses pengeringan terjadi dua perpindahan panas yaitu perpindahan secara konduksi dan konveksi. Perpindahan secara konduksi terjadi diantara bulir-bulir padi yang telah mendapatkan panas akan berpindah melalui gesekan atau bersinggungan dengan bulir yang masih belum mendapat panas.

Sedangkan prinsip perpindahan panas pada konstruksi mesin dryer terjadi secara konveksi (konveksi paksa) yaitu udara panas yang berasal dari burner dihembuskan oleh blower ke dalam ruang plenum kemudian panas untuk mengeringkan gabah pada box dryer.

Ruang plenum terbuat dari bahan batu bata tahan api yang berfungsi sebagai pengumpul/penyimpan panas kemudian mendistribusikan panas tersebut ke box dryer yang berfungsi sebagai wadah penampung gabah untuk di keringkan.

3.1.1. Oil Burner5

Oil burner adalah sebuah peralatan mekanis yang menggabungkan bahan

bakar minyak dengan jumlah udara yang tepat untuk pengapian di ruang pembakaran. Untuk mencapai efisiensi proses pembakaran yang optimal, maka

James E Brumbaugh. 2004. Heating System Components, Gas and Oil Burners, and Automatic Controls. Wiley Publishing, Inc. Indiana. Hal. 1-7.

(67)

campuran minyak/udara harus homogen dan dengan beberapa tetesan murni bahan bakar minyak memungkinkan untuk proses pembakaran yang optimal.

Berikut ada tiga jenis burner dengan berbahan bakar minyak : 1. Gun-type (atomizing) oil burners

Proses pembakaran dengan gun-type terjadi dengan memaksa bahan bakar minyak yang melalui nosel penyemprotan kedalam sebuah atom nosel gun-like yang mengalirkan udara. Cairan yang membentuk partikel mikroskopis atau globula dicampur dengan baik dan sebagian menguap sebelum dinyalakan diruang pembakaran. Sebuah gun-type yang biasanya dipakai untuk perumahan membutuhkan tekanan 80-130 psi, sedangkan untuk industri memerlukan 100-300 psi. Gun-type merupakan peralatan yan fleksibel dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi yang besar, dari pemanas rumah yang relatif kecil sampai pada aplikasi industri pemanasan yang lebih besar. Berikut dapat dilihat komponen-komponen burner pada gambar dibawah ini :

(68)

Gambar 3.4. Komponen Burner Tampak pada Pandangan Depan

2. Pot-type (vaporizing) oil burners

Pot-type burner merupakan jenis burner yang memiliki biaya operasi

terendah. Kelemahan burner ini adalah kapasitas terbatas. Dalam sebuah pot-typeburner, bahan bakar menguap ke dalam udara pembakaran.

3. Rotary oil burners

Rotary oil burners biasanya digunakan dalam sistem pemanasan

industri, walaupun sekarang telah digunakan untuk aplikasi perumahan pemanasan. Pada burner ini nosel yang berputar pada kecepatan tinggi dan minyak yang disediakan dikeluarkan/disemprotkan dari poros nosel.

Masalah yang paling sering terjadi pada burner yaitu masalah overheating yang umumnya terjadi disekitar bagian ujung tempat terjadinya proses pembakaran, yakni di bagian nozzle. Overheating umumnya terjadi akibat operasi jangka panjang, atau yang disebut long term overheating. Kejadian long term overheating pada nozzle yang terbuat dari baja stainless austenit biasanya ditandai

(69)

dengan penurunan ketahanan material terhadap serangan korosi dan/atau oksidasi yang dapat mengakibatkan proses pembakaran yang terjadi di burner menjadi tidak sempurna, sehingga suhu yang dilepaskan oleh burner menjadi tidak optimal.

Halomoan P. Siregar. 2006. Desain Konstruksi Flidized Bed Dryer untuk Industri Kecil Menengah. Balai Besar Pengembangan Teknologi Tepat Guna. LIPI. Subang. Hal 721.

Energi panas yang dilepaskan oleh burner, dapat dihitung secara matematis dengan persamaan :

dimana : q = suhu yang dilepaskan burner (J/jam atau °C/jam) B = kapasitas pemakaian bahan bakar (kg/jam) LHV = nilai kalor bawah bahan bakar (J/kg) = efisiensi burner (%)

LHV (Lower Heating Value) merupakan nilai kalor yang diperoleh dari pembakaran 1 kg bahan bakar tanpa memperhitungkan panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Dalam perhitungan efisiensi panas dari motor bakar, dapat menggunakan nilai kalor bawah (LHV) dengan asumsi pada suhu tinggi saat gas buang meninggalkan motor tidak terjadi pengembunan uap air. SAE (Society

of Automative Engineers) menentukan penggunaan nilai kalor bawah (LHV),

(70)

3.1.2. Blower7

Blower merupakan alat yang sangat berguna, diantaranya untuk menyerap atau menghisap udara yang dihasilkan oleh proses pembakaran yang dihasilkan oleh burner. Blower dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi sampai 1,20 kg/cm2. Dapat juga digunakan untuk menghasilkan tekanan negatif untuk sistem vakum di industri.Jenis blower terdiri dari :

1. BlowerPositive Displacement

Blower jenis positive displacement memiliki rotor, yang "menjebak" udara dan mendorongnya melalui rumah blower. Blower ini menyediakan volum udara yang konstan bahkan jika tekanan sistimnya bervariasi. Blower ini berputar lebih pelan daripada blower sentrifugal (3.600 rpm) dan seringkali digerakkan dengan belt untuk memfasilitasi perubahan kecepatan.

2. Blower Sentrifugal

Blower sentrifugal terlihat lebih seperti pompa sentrifugal daripada fan. Impelernya digerakan oleh gir dan berputar 15.000 rpm. Pada blower multitahap, udara dipercepat setiap melewati impeler. Pada blower tahap tunggal, udara tidak mengalami banyak belokan, sehingga lebih efisien.

Blower sentrifugal beroperasi melawan tekanan 0,35 sampai 0,70 kg/cm2,

namun dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi.

Untuk mengukur debit aliran udara yang dihasilkan oleh blower, dapat dihitung dengan rumus : Q = v A

(71)

Dimana : Q = Debit aliran udara (m3/s) v = Kecepatan udara (m/s) A = Luas saluran udara (m2)

3.1.3. Thermostat8

Thermostat yang digunakan pada sistem pengeringan adalah jenis electric

thermostat. Electric Thermostat adalah thermosat yang digunakan pada sistem

kontrol elektrik. Thermostat ini terdiri dari bimetal coil yang didesain sedemikian rupa sehingga bila ada perubahan suhu dapat menggerakkan bimetalnya (melengkung) dan kemudian gerakan bimetal ini digunakan untuk mengontrol mekanik membuka dan menutup kontak switch.

Gambar 3.5. Skematik Diagram Tipikal Sistem Kontrol Elektrik

Gambar diatas memperlihatkan skematik diagram tipikal sistem kontrol elektrik yang menggunakan electric thermostat. Thermostat ini akan mengontrol

(72)

penguatan relay atau solenoid yang digunakan untuk mengontrol sistem. Titik pengaturan suhu yang dilakukan thermostat dibedakan menjadi dua yaitu "Cut In" dan “Cut Out” temperatur.

Gambar 3.6. Konstruksi Tipikal Elektrik Thermostat

Kerja pengatur suhu (thermostat) dipengaruhi oleh perubahan suhu yang diterima oleh alat sensor suhu (bulb) gas akan mengembang sebanding dengan suhunya. Perubahan suhu tersebut dapat menyebabkan gas, uap atau cairan di dalam pipa dan bulb mengembang atau menyusut, sehingga dapat menimbulkan tekanan pada bellow (diafragma) yang berubah-ubah. Perubahan tekanan di dalam

bellow diubah menjadi gerakan linear untuk menggerakkan suatu kontak untuk

membuka atau menutup. Di atas bellow ditempatkan pegas yang melawan tekanan bellow. Tekanan pegas dapat diatur melalui tombol yang ada di atasnya. Sehingga tekanan bellow pun akan mengikutinya yang berarti temperatur dari bulb yang dapat diatur.

(73)

3.4. Heat Transfer9

Perpindahan panas (heat transfer) adalah ilmu untuk meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Dalam perpindahan panas, terdapat tiga jenis mekanisme atau metode perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lain, antara lain konduksi, konveksi dan radiasi.

3.4.1. Konduksi

Adalah proses perpindahan kalor yang terjadi pada medium yang diam (zat padat) tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikel dalam zat itu, contoh : zat padat (logam) yang dipanaskan. Berdasarkan kemampuan kemudahannya menghantarkan kalor, zat dapat dibagi menjadi : konduktor yang mudah dalam menghantarkan kalor dan isolator yang lebih sulit dalam menghantarkan kalor. Contoh konduktor adalah aluminium, logam besi, dsb, sedangkan contoh isolator adalah plastik, kayu, kain, dan sebagainya.

Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu (temperature gradient), maka menurut pengalaman akan terjadi perpindahan energi dari bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah. Dikatakan bahwa energi berpindah secara konduks i

(conduction) atau hantaran dan bahwa laju perpindahan kalor itu sebanding

dengan gradien suhu normal :

(74)

Jika dimasukkan konstanta proporsionalitas (proportionality constan) atau tetapan kesebandingan menurut hukum Fourier, maka :

Dimana : q = laju perpindahan kalor

= gradien suhu ke arah perpindahan kalor. k = konduktivitas termal

Tanda minus diselipkan agar memenuhi hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ke tempat yang lebih rendah dalam skala temperatur.

3.4.1.1.Konduktivitas Termal

Hukum Fourier merupakan persamaan dasar tentang konduktivitas termal. Berdasarkan rumusan tersebut maka dapatlah dilaksanakan pengukuran dalam percobaan untuk menentukan konduktivitas termal berbagai bahan. Untuk gas-gas pada suhu agak rendah, pengolahan analitis teori kinetik gas dapat dipergunakan untuk meramalkan secara teliti nilai-nilai yang diamati dalam percobaan. Untuk meramalkan konduktivitas termal zat cair dan zat padat, ada teori-teori yang dapat digunakan dalam beberapa situasi tertentu, tetapi pada umumnya dalam hal zat cair dan padat terdapat banyak masalah yang masih memerlukan penjelasan.

(75)

Tabel 3.1. Konduktivitas Termal Berbagai Bahan pada 0 °C

Bahan Konduktivitas termal (K)

W/m. °C Btu/h.ft. ° F

Logam Perak (murni) Tembaga (murni) Aluminium (murni) Nikel (murni) Besi (murni) 410 385 202 93 73 273 223 117 54 42

Baja Karbon, 1% (murni) Timbal (murni)

Baja Krom-Nikel (18% Cr, 8% Ni)

Bukan Logam

Kuarsa (sejajar sumbu) Magnesit Marmar Batu Pasir Kaca, Jendela Serbuk Gergaji Wol Kaca

Batu Bata Tahan Api

Zat Cair

Air Raksa Air

Amonia

Minyak Lumas, SAE 50 Freon 12, CCl2 F2

Gas

Hidrogen Helium Udara

Uap Air (jenuh) Karbondioksida 43 35 16,3 41,6 4,15 2,08-2,94 1,83 0,78 0,059 0,038 0,69 8,21 0,556 0,540 0,140 0,073 0,175 0,141 0,024 0,0206 0,0146 25 20,3 9,4 24 2,4 1,2-1,7 1,06 0,45 0,034 0,022 0,44 4,74 0,327 0,312 0,085 0,042 0,101 0,081 0,0139 0,0119 0,00844

3.4.1.2.Steady State Konduksi

Steady state berarti bahwa kondisi, temperatur, densitas, dan semacamnya di semua titik dalam daerah konduksi tidak bergantung pada waktu. Untuk kondisi keadaan steady state tidak bergantung pada segala bentuk energi internal

(76)

manapun, persamaan diferensial umum akan tereduksi menjadi persamaan laplace:

Walaupun persamaan ini menunjukkan bahwa dibutuhkan lebih dari satu koordinat ruang untuk mendeskripsikan medan temperatur, banyak persoalan menjadi lebih mudah berkat geometri dari daerah konduksinya atau karena simetri-simetri yang terdapat dalam distribusi temperatur.

3.4.1.3.Faktor Bentuk Konduksi10

Ibid. Hal. 72.

Dalam sistem dua dimensi, dimana hanya terlibat dua batas suhu, hal ini didefinisikan sebagai faktor bentuk konduksi (conduction shape factor / S), sehingga :

q = k S ∆Tmenyeluruh

Dimana : q = rugi kalor S = faktor bentuk

∆T = beda suhu dua dimensi

Nilai S untuk beberapa geometri sudah ditentukan. Rangkuman yang sangat komprehensif tentang faktor bentuk untuk berbagai bentuk geometri diberikan oleh Hahne dan Grigul yang dapat dihitung dari :

(1)

L5.2. Energy Balance pada Proses Pengeringan GKP

Keseimbangan energi panas pada proses pengeringan GKP seberat 6 ton sebagai berikut :

Tabel L5.1. Energy Balance pada Proses Pengeringan GKP

Energi yang Diperlukan Input

(kkal)

Output (kkal)

Energi untuk mengeringkan GKP seberat 6 ton 557.544

Energi untuk memanaskan GKP dari 25 °C menjadi 45 °C 79.200 Energi untuk memanaskan air yang terkandung pada GKP 30.000 Energi untuk menguapkan air yang terkandung pada GKP 448.344

Total 557.544 557.544

L.5.3. Material Balance pada Proses Pengeringan GKP

Perhitungan material balance dilakukan terhadap perpindahan massa (mass transfer) yang terjadi pada GKP seberat 6 ton dengan kadar air 25 % kemudian direduksi menjadi GKK dengan kadar air 12 % atas dasar basis basah. Sehingga air yang harus direduksi sebanyak 780 kg.

Tabel L5.2. Material Balance pada Proses Pengeringan GKP

Komponen Input (kg) Output (kg)

GKP 6000

GKK 5220

Air yang harus dikeluarkan/diuapkan 780

(2)

Lampiran 4

Hasil Program PLC Menggunakan Software SYSWIN

Ladder Diagram – 1:1 Untitled 15-03-12 10:03:44 Page 2

Main 1:1 TIM 000 #10800 END (01) 000.00 010.00 010.00

TIM 000 010.00

010.01

TIM 001 #10800

TIM 001 010.01

00000 00002 00004 00007 00009 00011

00000 LD 000.00 000.00

00001 OUT 010.00 010.00

00002 LD 010.00 010.00

00003 TIM 000 000

00004 LD 000 000 00005 OUT 010.00 010.00 00006 OR 010.01 010.01

00007 LD 010.01 010.01

00008 TIM 001 001

00009 LD 001 001 00010 OUT 010.01 010.01

00011 END 01 01 010.01

(3)

LAMPIRAN 5

Tabel Kebenaran

Ladder Diagram Tabel Kebenaran

Input Output

000.00 010.00

00000

Push Button Relay 1

0 0

1 1

TIM 000

#10800 010.00

00002

Relay 1 TIMER 0

0 0

1 1

TIM 000 010.00

00004

010.01

TIMER 0 Relay 1 Relay 2

0 0 0

1 1 0

1 0 1

010.01

TIM

001

#10800 00007

Relay 2 TIMER 1

0 0

1 1

TIM 001 010.01

00009

TIMER 1 Relay 2

0 0

1 1

Tabel kebenaran diatas dibuat berdasarkan hasil pengujian menggunakan PLC Simulator v 1.0, dengan langkah-langkah sebagai berikut :

(4)

2. Aktifkan simulator, sehingga indikator menyala dan waktu preset pada timer aktif.

PLC Simulator hanya menyediakan waktu maksimal untuk timer selama 60 detik, sehingga dalam pengujian diatas waktu yang diinput hanya 60 detik. Waktu ini dianggap telah mewakili waktu shutdown selama 3 jam dalam perencanaan repositioning burner berbasis PLC.

3. Pilih input 00 (push button) ON, maka output 00 (relay 1) ON dan mengaktifkan timer 00 selama waktu preset yang telah ditentukan.

(5)

Setelah set timer habis, maka akan memberikan sinyal reset untuk menonaktifkan relay 1 atau memberikan sinyal set untuk mengaktifkan relay 2 dan timer 01.

4. Pilih input 01, maka relay 2 dan timer 01 aktif selama waktu preset yang telah ditentukan.

Apabila set timer habis, maka timer 0 akan memberikan sinyal reset untuk menonaktifkan relay 2 atau memberikan sinyal set untuk mengaktifkan relay 1 dan timer 00, demikian selanjutnya kembali ke siklus awal proses.

(6)

Lampiran 6

Manajer Cabang

Asisten Manajer Produksi

Asisten Manajer Pasar Ritel Asisten Manajer

Keuangan & SDM

Asisten Manajer Pasar Coorporate

Asisten Manajer Litbang

Supervisior

Keuangan Supervisior SDM

Supervisior Pasar Ritel

Supervisior Adm. Pasar Ritel Supervisior Kebun Supervisior

Pengolahan & PPM

Supervisior Logistik & Hortikultura

Supervisior Simpan Kemas

Supervisior Pasar Korporat

Supervisior Adm.

Pasar Korporat Supervisior Mutu Agronomis Sekretaris

Adm. Produksi STRUKTUR ORGANISASI PT. SANG HYANG SERI

Penentuan Jumlah dan Kapasitas yang Dibutuhkan pada Dryer untuk Menjaga Kondisi Steady State Perpindahan Panas dengan Metode Simulasi pada PT. Sang Hyang Seri