Analisis Pindah Panas pada Alat Pengering Surya Hibrida
ANALISIS PXNDAH PANAS
PADA ALAT fENGERXNG SURYA HIBRIDA
-*
OLEH :
WADI SURACNMAN
PROCfRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANTAN BOGOR
2002
W I S
~
C Analisis
~
Pindah
.
Panas pa& AXat Pengering Surya
Hibrida. Dibimbing oleh KAMARUDDXN ABDULLAEI, M. SUMARSON0
dm EDY I3ARTULZSTXYQSO.
Alat pg&g
swya hibrida m e m a n f a a h energi surya d m biomassa sebagai
usaha diversifikasi sumbrdnya en@. Bentuk kolektar di atas r u g pngering y m g
didalamnya &si rdk-raEc dirancang mampu meningkatkan b a s i t a s praduksi sampai
21,5 kgim2.
Pindah panas menyakan proses penting pada sistern pengering swya hibrida.
Datam penelitian iai dibuat m d e t matematik bedasarkan keseirnbmgm energi
dm divalidasi dengrtn hnsil pengujian di lapangan. Parameter yang diuji addah
suhu r w g kulektor, pngering dan suhu plat kolektor. V a l i h i dengan
rnenggunakan r test students menunj&an bah wa model rnendeati keadaan
sebenarnya pa& tingkat signifikm 0,l % dengan nilai t = 435.
Suhu m g pengering rata-rata 36 k dengan RFl[ 55-59 % rnclmpu
mengeringkan 22 dm 44 kg ikan mujair selarna 29-45 jam sampai kadar air akhir
15-1 9 % bk. Dari hasil pengujim diperoleh nilai Me dan k ikm rnujair krtunlt-twut
15- 18 5% bk dm 0,002-0,003/menit.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya mer,yat&an bahwa tesis yang h j u d u l :
ANALISIS PMDAA PANAS PADA ALAT PENGErCMG S m Y A I-KINUDk
Adalah benar-bem mmpakan h i 1 k;trya saya senuiri dnr? be1:lum pernafi
dipublikasikan. Semua data dan infurmasi yang digunakan telah dinyatakan secara
jelas dan dapat diperiksa kebenmannya.
ANALISIS PINDAH PANAS
PAaA ALAT PENGERlNG SURYA HIBRlDA
Tesis
sebagai saltrfi satu syarat untuk mernpemleh gdar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertmian
PROGRAM PASCASARJAIY-4
INSTTTUT PERTANIAN BOGOR
2002
09 JAN 2033
WAD%SURAC~..IANdilahirkan di Surabaya pstda tanggal I 1 Mar& 1370
dm
rnwupakan putra
kadua dwi tiga bemudm dari ayah Mardjuki dan ibu
Submi.
Pada t&un 1989 Iulus dari SMA Neg& 2 Sumbaya dan melanjutkan ke
Fdalt.tss Teknolugi Industri Institut Teknologi Sepuluh Napember (ITS)
Surabaya.
Pada bhun 1994 luius dari F h l t a s Telmalogi Industri XTS, jumsan Teknik
Fisika. Sej& Jmuari 1%
Enwgi BBPT, 3darta.
bekerja sebagai staf di Labratmiurn Sumberdaya
Puji dm syukur pawlis panjstZEan kqada ALLAH SWT atas s q d a
k a n m i N A sehhgga m
a ilrniah ini berkil dise1saikm. T a m yang dipilitx
U a m pelitim ini ~ ~ s a n t l l r adin Labmatofiurn S u m M y a Emr@ BPPT
sejak bulan OIdoba 2001 adalah dat png&ng
&
'a
hibrida, dengan judul
h i i s i s Pindah Panas p a Mat Pagering Surys Hibrida.
Taima h i h penulis u c a p h kepada Pcaf. Dr. K m m d d i n U l b h ,
MSA wlaku ketw komisi pembimbing,
Dr.Ir. M. S-XW
Dr. k. Edy Hdistiyoso, MSc dm
s e 1 h angguta kamisi pembimbing yang teM h y a k
memberikan saran dan mhan rnulai d x i perencanam f i i n ~ aselwainya pnulisan
tesis ini.
Di samping itu ucapan terima Irasih saya rampaikm pula kepada :
1. Pusdiklat BPPT y m g telah mernberikan bantuan h p a biaya pdidikan dm
penelitian.
2. Bap& Diding, Pranoto, Suprapto, Sutopo dm Mastur Prmudji yang tdah
membantu saat pembuatan dan pengujian slat di lapangan.
3. Bqak Rofiq Nqman Ssi
dan Lmpold 0.NeIwm MS yang tefalr rnemlrantu
&lam pernbtan program unhrk simulasi.
4.
X&
dan anak-adih tereinta : Dim Pennatasari, R i f a KIaansa Rihnah dan
M a h s BJhaqi R a h a n yang ~ l d umernbdkan motivwi kepada p u l i s
d a m r~tenye1es8ikanm&.
5. Kedua orang tuaku : Msrdjuki dsrn Sulami, Apstino dan Tuti S h t i ymg
senantiasa rnembwikan bantuan dopadm mihat
selesainya studi ini.
DAFTAR IS1
D A m A R SIIWBQL ....... .. . .... . . . . . . . ..... .... . . ... . . .... . . .. . . .... . . . ..... ..
.
BAFTAR TABEL .. ........ .... .. . . . . . . . .. . .. .. ... .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... .. .
DAFTAR GAMBAR .. , .
.
. . . . . . . . . . . . . , .. , . , . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . ... . ... . . . . . .
DAFTAR LAMPIRAN . ...... .. . . . .. . . . . .. .
. . . . ... . . , . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
PENDAHULUAN
Latar Bdakang... ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
Tujuan .
.
.
.
. . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . ..
TINJAUa4NPUSTAKA
Pengolahan Ikan. .. .. . . . , . ... .. .. ..... ... . . . . , . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ., . . . .. .
Penggaraman X kan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
Proses Pengeringan I kan ... . , . , . .... . . . .. . . . . . . . . . , .
.
Periode Laju Pengeringan Konstan
.
.
... .. .
..
.
..
.
.
..
.. .
. . . . . . . , . .. .
. . . . . . . . . . . . . . . ..
. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
Periade Laju Pengeringan Menurun . . . . . . . .. . . . .
Sifat-sifat Fisik Ikan . . . .. . . . .
.
..
. . .. . . . . . . . . .. . .
. . . . . . .. . . . . . .. . . . . .
. .. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . .
Kadar Air Keseimbangan dan Konstranta Pengeringan.. . . . . . . . ... . . . . . . . . .
Penel itian Sistem Alat Pengering.. . . . , . . . . . . . ....... . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Muhr Xkan Kering . ........ . . . .. . . . . .. . . . . ... . . . . .. . . . . . . .. . . .
. . . . . .. . .. . . . . . .
. ..
LAIYDASAN TEQRI
Pindah Panas dan Simulasi Pengerirrgui *%!atPengeri ng Suva Hi brida
Proses Pindah Panas di h a n g Kolek'tor... .. . . .. .. .. . .. . . . . . . . .. . . . . .. .. .... .
Proses Pindah Panas di h a n g Pengering.. ... . . . . . . . ... .. . ..... . ... .. . . . ... . .
Penentuan Kaefisien Pindab Panas Plat Datar.. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .... . . ...
Efisiensi Energi . .. .... ...... . . . . . . . .... . . .. . . . . .. . .
.
Jeni s Penuka Kalar . .
.
..
. . . . . . . .. . . . . . . , . . . . . . . . . . .
. . . . . .. . .. . . . .. . . .. . . . . . . ... , . . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . .
Penenturn Jumfah Pipa Penukar Kalcrr..,;. . , . . .. . .. . . . . . . . . . .. . ... . . .. ..
.
Metode NTIJ-EfektI fitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
..
,
.
.
. . . . . . . . .. . . . . . . .
..
Efisiensi Termai Kolektor Surya .............................................
.
.
Efis~enslTungku ...............................................................
Validasi Model..................................................................
BAHAN DAN METUDE
Bahan dan A!at . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Waktu dm Tempat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deskripsi AIat dan Prinsip Kerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prosdur Pengujian Alat Pagering Ikm Suva Hibrida..................
Penenruan Kadar Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sirnulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lerak ImitikPengukuran
WASlt
........................................................
DAN PEMBARASAN
Perforrnansi K a l e k t ~.r. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
lradiasi Suryrt, Suhu daxr RH Lingkungan
...................................
Suhu Plat. Suhu dan I
W Ruang Pengering ...................................
Energi Tambahan ...............................................................
Konsumsi Energi untuk Penswingan.........................................
Hasil Simulasi ...................................................................
Sirnulasi Suhu Udara di Ruang Kolektor dan Pengering..................
Simulasi Pentbaharr Su hu Udara Sesuai Panjang Kolektor ...............
Efisiensi TerrnaI .................................................................
.
.
Efislenst Pengeringan ...........................................................
Efisiensi Total Sisrem
...........................................................
.
Efisrensr Tungku .................................................................
.
Efektifitrts Penukar KaIor ......................................................
Kebutuhan Udara l'cngering
...................................................
DAFTAR SlMBQL
luas pemukaan bahan (m2)
A,
luas pla kulektor (mZ)
Ark
luas tutup kolektor (m2)
luas
dinding mang pengering (m2)
&
Iuas lantai mang pengering (m')
A,
8
lebaf plat kalektor (m)
panas jenis udara (kJ/kg OK)
C,
nilai kdar bakar serbuk gergaji (Wkg)
C,.
D
koefisien difusi (rn2/detik)
dWdt Iaju penuntnan kadar air (% W d t )
e
2.71628
h
ka&sien pindah panas ( W/m "K)
1
iradiasi surya (wirn2)
k
konstztnta penseringan
konduktivitas panas dinding mang pengering ( ~ / r n 'O K )
Kd
konduktivjtas panas kapuk lantai mans pengering f w/m2"K)
Kkp
kondltkfjvifas panas kayu lantai ruang pengering ( ~ i r n " ' ~ )
Kkv
konduktivitas
panas plat kolehor f wim2"K)
K,
konduktivifas
panas tutup kolektor (wfrn2
OK)
Krk
1,
rlanjang perrnukaan (m)
rnb
massa bahan bakar (kg)
Me
kadar air keseirnbangan basis kering (YO)
kaclar air basis kering (5%)
M,
rn,
massauapairIkg)
n
jurnlah sarnpel
Pu'u
trilansan NusseIt (tak berdirnensi)
Pr
bilangan Prandtl (tak berdimensi)
P,
daya kipas (watt)
energi untuk mcmanaskan bahan jkJ)
Qt
energi untuk menguapkan air bahan (id)
Ql
energi untuk memanaskan udara (kJ)
Q3
Qb
energi surya berguna (watt)
Qs>n> energi biomassa (k3)
energi penukar panas untuk memanaskan uuara (ki)
Qiw
Q1 energi panas rnasuk
Qr
energi panas hilang
Q\rn
cnergi surya (watt)
Re
bi langan Reqnolds (tak berdirnensi)
RH
kelembaban udara pada lieadaan seirnhang f%)
s
sirnpangan baku sarnpel
A
t
niiai sebaran t student's
waktu (ddk)
suhu ambim CC)
suhu u d m di dalam kolekur ("C)
suhu film C C )
suhu plat kolektor ("C)
suhu udara di mang pengering CC)
suhu plat ?PC)
suhu di dalam ruang pengering ("C)
kaefisien pindah panas menyelunrtr (Wlm OK)
bwat kering bahan (kg)
berat awd bahan pada walau ke j (kg)
rataan papulasi
rataan sarnpel
sarnpel
tebal plat kokektor (m)
Huruf Yunani
densitas ditentukan pada kondisi aliran-bebas, kgim'
p
cr.
absorpsivitas (tak berdirnensi)
rebd
dinding mang pengering (m)
A
Axkf, tebaI kapuk lantai pengering(rn)
AKA, tebal kayu Iantai pengefing (m)
Axp t&aj plat kalektor (m)
Ax,c tebal tutup kolektor (m)
E
efektifitas penukar panas (tak berdimensi)
ci Whit kecepatztn penger ingan (kg airldetik)
q
efisisensi kulektor (tak berdimensi)
qAr
efisisensi termal (tak berdimensi)
q,romr efisisensi total sistern pengering (tak berdimensi)
efisisensi tungku pemanas (tak berdirnensi)
I
~ I - P efisisensi udara pengering ftak kdimensi)
T
transmisivitas (tak berdi rnensi)
1. Standar mutu ikan kering Indonesia .; .........................................
2 . Frekuensi iradiasi suryrt selarna pngeringan .................................
3 . Kondisi suhu mang selarna pengeringan ......................................
..
4 . Penggunaan serbuk gergq~. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . KontFibusj waktu penggunaan tungku ........................................
6 . Kornposisi konsumsi energi untuk pengeringan ikan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 . Kadar air kritis berbagai bahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
S . Kadar air akhir hasil pengeringan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 . Hasil pengujian mutu ikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 . Piat &arm suhu pengering dan plat kolek-turpada pmcobaan 1.........
24. Suhu m g kuielctor hasil perhitungan dan pengukuran....................
25 . Suhu rumg pagering; hasit perhitungan dm pengulnrran................
26. Suhu u d m setefah melewati kolekor ......................................
27 . Peningkatan suhu udara di kolekmr..........................................
28 . Peningkatm suhu plat k~lektor
................................................
29 . Penurunan kadar air pada per cob;^ I .........................................
30 . Penufunan kadar air pada percobam 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 1. Perbandingan penunman kadar air percubaan I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32 . Perbandingan penurunaxl kadar air percobam II ...........................
33 . Kurva laju pengeringan terhadap kdar air. perwbaan 1. . . . . . . . . . . . . .
34 . Kurva Iaju pengeriingan rerhadap kadar air. percobtian II . . . . . . . . . . . . . . .
3 5 . Kurva Iaju pengeringan beberap2 tahan (Mujurndar 1 9871 . . . . . . . . . . .
1 . Produksi ikan olahan perika~anlaut tahun 1999 .......................
2 . Perhitungan efisiensj sistern dan energi spesifik percobaan 2 .......
3 IJcmecahan persarnaan diferensial dengan metode nurnerik Euler. . . .
4 . Perhieunsan efektifitas penukar kalor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . NiIai-nilai parameter yang digunakan dalzlrn perhitungan . . . . . . . . . . .
6. Biaya pembuatan atat pengering surya hibrida
......................
7 . Contoh perhitunsan analisis finansial pada usaha pengeringan ikan .
8 . Analisis biaya produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 . Perhitungan kebutuhan udara pengering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Data pengukuran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 1 . Perhitunsan rancangan kebutulran kipas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 2 . EIasi i sinrulas; penurunan kadar air percobaan 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
$ 3 Has11sjrnulasi penurunan kadar air percobaan 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
I 4 . 'Tekno-ekonami pengeringan ikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 5 . Ciarnbar teknis alat pengering ssu~vahi brida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 7 . Program sirnulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Poterxsi lestari sumber daya p e r i h m laut di perairan Indonesia dm di Zona
Ekonorni EkskXusif (ZEE) d i p e r k i r h sebesar 6,7 juta ton per M u n dengan tingkat
pemanfaatarr 48 % (Ditjen Paikanan 1995)
Melihat poteosinya yang cukup bemr tersebut, diharapkan had-fiasil
perikanan dapat mrnberikan sumbansan yang berarti bagi negara, baik untuk
keperluan pemenuhan gizi masyarakat. rnaupun untuk meningkatkm devisa rnefalui
ekspor nan migas.
Jurnlah praduksi ikan aIahan perikanan Iaut Indonesia pada tahun 1999
mencapai 883.1 17 ton. Dari jurnlah tersebut 430.726 ton atau sekitar 48,8 % diolah
dengaik cnra pengeringan dan penggaraman. Volume ekspar hasil olahan yang
diekspor ddam bentuk ikan kering, asin, atau diasap scbanyak 15.924.767kg dengan
ni lai 52,907,277 dolar Amerika (Ditjen Perikanan Tangkap 2001 j.
Di Indonesia Lrang Iebih 60 % hasil tmgkapan ikan dialah secara tradisional.
Pengolahan tradisional ini mernpunyai arti penting, karena penerapmnya daa hasil
olahan tradisianal pada urnumnya dihstsilksn oleh industri rumah tmgga, padat karya
serta pmgolahan yang sederhana dan diperuleh secara tumn temurun.
?engolahan ikan asin rnerupakan bagian terbesar usaha pengolahan ikan
tradisional . KepopuIeran pruduk ini di kalangan neIayan pengolah, selain, karena
fakior penerirnaan ko~wiirnen,juga disebabkan karena cara perlgolahannya yang
bahan b a h yang diperuleh umurnnya kurang segar sebngga mutu produk ymg
dihasilkan hrang baik, higinits kurfing terjarnin karena tercemar deh ldrtt dan d&u
serta w&u pengmingan yang lebih iama j i b tajadi hujan.
Untuk mengatasi permasa!ahan pengeringm i kan wars tradisional tersebut
telah diperkenalkan berbqai tebologi aIat pengering untuk rnembantu mernmthkan
rnasalah tersebut.
Y unizaf er al. ( 1973) mernbuat atat pengering mekanis behentuk terowongan
berbahan bakar minyak tanah, hasil percobam menunjukkan b ~ h w aalat ini rnarnpu
mengeringkan ikan kira-kira 3 0 0 kg seiarna 18 jam pada suhu 39.9 '
C , I.Uf 43,8 %,
kecepatan udwa 103drnenit . Kadar air ikan setelah pengeringan 42, f % bb.
Gondak (1991) mernbuat alat pengering surya tipe baks dengan kapasitas 60
kg. Alat, ini rnarnpu rnengeringkan ikan terj dengan krtdar air rnencapai 13-23 % bb
selama 9 jam.
Garcia ef al. (1 992) mengernbangkan aiat pengering j kan di Angola dengan
bentuk pengeri ng surya pasi f yang dilengkapi dengan cerubong. Dindi ng tehuat dari
piastik transpamn. Alat ini mmpu mengeringkan ikan 15-50 kg~sampai kadar airnya
mencapai t 5 % (bk) selama 9 jam.
Latupeirissa ef al. (1 997) memperkenalkan aXat pengering ikan dengm benhrk
rumah wngering lreratap fiberglass bersurnher tnergi surya. AIat irri rnampu
mengeringkan 20-25 kg ikan tmi basah sarnpai rnencapai kadar air akhir 16 O/o bb
selama 8 jam dengan suhu m a g pengering 44-46 "C pada kondisl cerah
Dari tekmtugi dat pengering yang digunakan di atas, berdasttrkan sumber
penyedia energi panasnya dapat dibdakan menjadi dua yaikr energi surya dm energi
dari bahan bakar minyak tanah.
PemastiIahan yang dihadapi pada alat
pengering mekanis adatah
meningkatnya h a r e rninyak tmah wiring dengan dicabutnya subsidi prnerintah.
Sehingga perlu dicari altermatif surnber energi I i n yang Iebih rnurah. Sdangkan
perrnasalahan p d a dat pengering surya addah kemarnpuan alat pngering untuk
rnengmingkan produk san~atdibatasi oleh fluktuasi radiasi surya. Selain iht jika
menggunakan pengering surya tipe terowongan diperlukan tanah yang Iuas untuk
kapasitas pengeringan yang besar.
Berdasstrkan nlasarr tersebut di atas pada penelitian ini dibuat alat pengering
y ang rnemadukan energi surya dm biornassa sebagai tangkah diversi fikasi surnber
energi sena meningkatkan kapasitas pengeringan tmpi Iuas tanah yang diprlukan
lebih kecil. Kotrsep sistem prigwing ini adaiah memanfaatkan secara inttgrat unit
pemanas tambahan bmbahan b a h Giomassa, energi surya dan efek mmah kaca.
Pemilihan biomassa sebagai pengganti rninyak tanah didasarkan pada potensi
energi biomass di Indonesia yang cukup besar. Sumber binmassa terbesar bemsai
dari sek-tar kehutartan, pertanian cfan perkebunan, dm dipekirakan patensi seluruh
energi biomassa setara dengan 49.907,3 MW (Bakoren 1998). Di sisi iain konsep
pengering energi surya tetap digunakan mengingat paiensi energi surya di Indonesia
yang relatif baik. Radiasi surya hmian rata-rata Indonesia adalah 4,825 kwl-drn2
(Bakoren 1998).
Tujuarn
Tujuan dari penelitian ini addah :
1 . Untuk mendapatkm kinerja sistem s m a keseluruban.
2. Untuk rnendapatkan model simulasi sistem pengeringan di mang kolektor
dan w n g pengering.
Pengokhan lkan
Ikan mmpalran kornoditi pertaman yang cepat rnenjadi busuk dan msak bila
dibiarkan di udaa (Irira-kira 5 - 8 jam setelah tertangkap). Penyebabnya anma fain
karena semua proses pembusukan rnemerlukan air, sementarrt 80 % dari, tubuh ikan
terdiri dari air. Oleb karena itu perlu dilzlkukan usaha untuk rnempertahankan mutu
ikan. Salah satu cara adalah melakukan pngawetan. Cam pngawetan ikan antara
iai n dcngan melakukan pengeringan, pengasapan, pengaraman, fermentasi,
pendinginan, pernbekum , dan pengalengan. Untuk daerafr tropis suhu pengeringan
ikan berkisar antxa 40 sarnpai dengan 45
'c,dengan M 40% - 50 % dan kecepatsn
udara 90 drnenit - 120 d m e n i t (Legendre 1 955, Reatty 1958). Untuk rnenghindari
tumbuhnya jamur cian bakteri seiltma penyimpanan, maka ikan harus dikwingkan
sampai kadar air 1.5 ?4 (Bala dan Mondol 1999).
Penggararnan i b n
Pada proses pengeringrtn ikan pada umumnya ditakukan proses penggaraman
tedebih dahulu, Ada beberapa proses pensanman diantaranya pengaraman
rnenggunakan garam kering ( d v salting) dm penggwarnan dengsn rnenggunakan
iarutan garam (brim sailing).
Pengnruh penggararnrtn adalah rnengakib a t h terjadixlya proses osmosis di
dalam sel daging ikan. Larutan gararn ini mcresap ke dalam da$ing ikan sehingga
tercapai tekanan osmosis yang seimbang mtara cairan di dalarn dan di luar bbam
ikm. Lanrtan gamin yang IebiEt pekat (di fuar badorn h)
menyebabh air di dsIm
~i~tenrskd~malrinitama~~sissl~ambadanikan~n
k
W dm protdnnya
rnenggwpd (demtwsi) w t a ~1
d e n g ikan
rnmgkerut. W R
itu lamtan garrun juga mmyelmbb p n , osmosis
~
pa& ~ 1 - s e l
tt?rjadi proses plasmolisis (kadar air ddam seI brtkteri
rnikrooqpisme seizin-
berkurmg) rorng menyebabh b&&
mati (Mdyxtnto 19%). f d a h gawm yang
d i p n h &anyak
ikan. yang dab d i h i & a n dm dindam
20 -30 % berat
b&sar antara 24 - 72jam (Inwan X 995).
Pmses Pemgeriagsm h a
Proses pmgmhgm ikern terjadi k m a dmya pexbedaan tekanan parsid uap
#llm
u~W&
~ e n g d n d-8~
g
pennukaan ikeul.dan l M i k X p e r m ~ k mikWl d q U l
b e a n dstlamnya. Tedadi duor prom dasarr pada pmgwingan ikan dengan
rnenggundcan u
h pen@ag,
panas dari udam ke clixran ym&
Pertama, p & h
ada di kulh km. Kedua, pmindahm mas= b& yang W j u d &/up atau kadua-
dumya di dalm d@ng &an mupun ymg berwujud uap di pemurkaan h.
Paus
dipindddm dari udm kc p e r m b ikm mar8 konveksi h u d i m he d d ~ m
daging ikaa swm konduksi dm dchhya paraas t&
Iaten pnguapan, S&p
digutidm sebagai panas
kg stir yang dimpkan Efrui ikan membutuhkan 2558,73 kJ
panas ddam bmt& panas iatm (JBSOD1959, d i dalam Tairir 1986).
Ceupio dan Pretbu di ddam b d d i n (2002) menyathn bshwa bju diran
Y
udara mtuk pageringan &an
Wsslr
mma 1,5-2
mldet. Pada b a p a W
shi1
pmgeringm &an di Philipina d i p d e h h&l yang ba~prsdenpa k q a t a x l udara 0,8-
2,9 mldet.
Suhu udara pageringan dirokeme-
Sedsngbn RH M s a r atam 5
berkisar antam 4U-50 'c.
W 94-KumiPditi pertornim yang mempnyai lradw
air di atas 70 % mempunyai lajl pengeringzn a d yaw ditentukm oleh
'tig&
parmetex yititu kecepah udara, suhu u h dan keiembitban. Jika kondiari parameter
tersebut konstan, maka laju pageringmya akan konstan pula (Brwker et d 1991).
Proses pengeriqp terdiri, dari dua m a d e utama, yaitu @ode pgwingan d q a n
kecepatan teCap b period@pngeringm dengan k e q a t a n menurun (Hmderson dan
Perry 1955, Wall 1957).
Periade Lstju Pmgeringotn Konstan
Selma poses iaiu meringan iconstan permukaan baIrm masih m g a t basah
tettutupi oleh Ispistm air ymg kontinyu. Hal ini terjadi wiama air yang menguap dari
pemukaan balm rnemiliki k-patan
yang sama dengan per&iaan air dalarn b&an
ke p m u k a m atau s e h a tersedianya air bebas w e e wafer) di d d m bafian. Pada
b a h m i a n , pa& unlumnya w a d e ini berlangsung &lam waktu Eringkat.
Besarnya laju pengeringm selama periude ini kIangsung, tagantwig pada ; I) bas
hamparan prod& yang dikainglran, 2) perbedam kelemb~banan-
u&a yang
mengalk dan permukan ymg masih basah, 3) kaefisien pind& mass dan 4)
k q a t a n udata pagering. EEal ini digambarIran pada pewmaan (Hall 1957) :
B m y a h d i m a m h i oleh k q a t a n u d m pagering . Pefsamm (1)
befum dapt diwnak.5~1
untuk: menentuktm laju pengwingan secara teliti, k
m nilai-
nileti f,, h dm A(fuaspmmdampindttfi,panas)
ditenmkm -tc?titl,
hsJ, ini
Awal Iaju pengeriwm menurun terjadi met& f i r laju pmg-
kowtm, d i m hdar air bahm pada serat p e r u h Iaju pngaingan ini Madi
disebut kadar air laitis. Ndai W a r air kritis su&
difusi air darj; b
prod& yang diIrerin&m
h ke permukm dm p e p b i l a n . ilap air dari perm-
bahan
(Ha11 1957). Gaya kapiler m b e r i k a n gaya untuk mmdorung air mldui @-pori
pengeringm memuun pertama (CD) dan laju peng&ngm mernmul k-edua @E).
seperti pada gambiar lb.
K&;w air Kg airkg
padm
NilaI r a t a d kurrduktivitas pami rtaging i h jetlis p i k perch pada slang
Prinsip pmgpnw model lapisan tipis pada p i o d e laju pageringtin
menurun dikembqgkan dsrri kondisi pagemkan air secara difusi, dimma madelnya
didasarkan pada h u h m kedua Fick fBmker et.4 199I ;Henderson dm Perry 1976
Kadw air keseimbanerjan didehisikm sebagai nilai kandungm air balm p d a
sat t e h uap
air di penndman
s e i m b q d e w t h n uap air
linghqpmya (Hall 1957). Brooker ef d ( 1974) rnenyatdcan bahwa konsep kadar
air kweirnbangm ini penting; ddam mempelstjai prows p n g i n g m untuk
tmtentu. Tka tanrtn uap air di permukam bahan I&ih b a r dari udara seiritax akm
.
teGadi plepsm air dwi balm ke udara (dewpsi), jika sebdiknyw d m tajadi
penyapan air OMbtrhan (adsorpsi).
Penelitian Skitem A M Femgering
Sachit-
(1985) m e ~ ~ aempat
l i kali pengujian twhadap Gnerja
pmgering amgi airy# (m/ar dying) d m pnjemuran hngsung (sun dymg) untuk
rnengeringkan &an menyirnpulkm bahwa pagering surya lebih distis.
Tahir (1986) rndakukan pexlgeringm ikan m e n p a k a n pagering ikan tip
t emari yang dilengkapi unit penukar kalor. Kapash pengdngan 1 50 - 200 kg, lama
pengwingan 12,5 - 14,s jam. K x h air awal ikan jambal 47 % (bb) dikeringkan
fringga mencapti f 7 - 23 % (bb). Suhu udara di mang pqeritxg berhsar mtara 30 37 'c. B&an bakm minyak tanah ymg dibubhkm 19 - 25 liter.
Mukhajee et.al ($990)membuat dm menguji peqering q o t tip efek
mmah kaca y m g mampu mengain@;kan ikm sampd memap& k w h air y q
diinginkan dalam walau 2-3 hari.
Beberap pmgujian di bdagai lokasi de-
brbagai kondisi iklim yang
berbeda n u k k a n bahwa !xi&-buahan, sayursn, biji-bijim Wan &an @at
diiceringkan dmgm b& oleh penping mya tip Iorong (MIZBIbaum et ad, 1993).
Ukuran standar pengering surya tip lorung addah 2 m (kbar), panjang kolektor dan
man8 pngdng masing - masing 10 rn. Ukuran p j q dapat dipmbar menjadi 20
rn sehingga luas mmg pengering menjadi 40 d.
Karnnnrddin j1993) menyatEJt;an bahwa triaya awal sistem pmgeriag nrrya
dapat diicurangi den#= mengpnakan mekanisme efek mmah kma @EK) kmna
h n ~ ki d h r dapmd, diganti dengm p W p tmmqwm yang Wigus M n g i
sebagai ruang plgxing.
Summmm (1997) mmguji dat penping ten459 surya tip lorong unEuk
mengeringh biji
&Q
dan kopi. Kolektor dm rung pagering diprrsang sews
pwalel dmgm panjmg 20 m. Mar kolelaor dm nrsmg peqering mi%-masing
0,93 m dzur 1,97 m fengerhgm biji k&o di
M m pen@ng ini d
e w kerapatm
25 wlm2rnemduLan w&u 76 jam untuk rnempi War air 7 %.
Kamruuddin (i 998) rnembuat dm men~pujitipe pmgering efek mmafx kaca
(Em)mampu ~g~~
45.8 'C selama
19Q kg kapi dmgm suhu ruang pmgering rata-wta
43 jam dengan p a n a s t a m b m g hyu. P@ng
ini juga
dapat d i g u d a n untuk mmpingkan &an.
Bala dan Mondol (1999) melakukan meringan ikan abmyak 150 kg
dengan rnenggmabn pngering surya tips: lorang ( w h&me1 kier) dmgm u k u m
kubktor 2 x 12 m2dm ruadlg pengeri.ng 2 x 12 IT? yang dip-
seri menghasiliclta
i h kering d a g m kadw sir 16,7 O/o daIam walrtu 5 hai, s h n g h d e w
penjemuran lmpmg dihasillran &an kering derqgan Mar air 32,W O/o pada wakhr
pengeringan yaqj m a . K d a r air a d i h 67 % fbb). Suhu L
e kolektor
~
ImIrisar 8
n
.
m35,1%- 52,2 % pada ratfiasi m y a I80 w/m2- 550 w/m2@da dan
Mando1 1999).
Mat m
e
r
i
n
g tip ERIC d q n bpasitas 1 ton tdah digmdm untuk
meng&ngkan ikan dan rumput lwut di desa Labuh Ijuk , Smbam bar (GREAT&
2000).
~
Dari b b m p t b l o g i alrtt pwgwing y m g dimapkan di atas ada Merapa
kendaln yttng haw diatssi. Sistm pagering tipe Iarong energi surya m m p h
sistm yang mud& dibuat dm diaplikasih t&api sistem ini rnmpunyai kendda
pada lw tttnmrh y m g dibuuhkatr. Luols tanah yang dibutuhh minimal 40 m2untuk
kapasitas IS0 kg. Di"mping itu pengeringm b y a di1tlk.uiran M a sizing h
i
.
Sedmgkm @a sistem mekanis msih menlggumkan minyak tanah sebqai b d m
balm pemanas tambahan.
UnEuk m e m i permadahantersebut konsep pgering tip brow dan tip
ERIC ini wlslnjubya dipadukan d e w sistem rnekatxis majadi b e d sistem
M o d i W dil~
d
q membuat ruang pagering tidair hanya satu lapis
saja seperti pads sishm pengering t i p lo~1r.gt&?i Eibuat ddm
bwrtuk &-I&
d q m cam mdetakkan kolektor di atas nrang pmgaing. Nlaf ini dapat menin&a&m
kapasitals produk per d.
S&q@ pdandingan pagwing tipe lorow standar yang d i b Mijhlbauex
~
d q a n luas kofeLtor 20 mz dan luas
mempunyai
lapasitas I50 kg, dm*
~ang
pengering
20 mZ yang -sang
sai
irata lain mempunyai kerapcdm muatan
Pimdrh P
SimuIasi
w dikn !%rnnlasiF e n g e ~ Ahf
e Pmge~S
g u m ELibridn
sistem
berarti membuat sistem buatan dengm metriw pfbmransi
nrab si&m nyrats. Sirn~tasi~ctibttat:
untuk bebrapa dasan, misainya Irarena W w
biaya ymg t d u besar untuk mneliti sistem n y w atslu beIum terse$ianya sistern
nyata karma masib dalm tahap pmcangan ( S t d m 1971)
&muddin
(1994) telair mengembangkan simuIasi sistem pageringan
berdaswb tmxi, pidah panas dalam alat pgering ef& mma)l kaGa urrhrk: mnduga
sebaran suhu dan R H yang teqadi di dalam sistem mmafi kaca dengan menggunakan
konsep keseimbmgm energi pa&
s&ap kumponen penyuwn si-m
pengering
rumatr kaca.
K o n q ini wlmjutnya digu-
darr d i k e m b a n w urrtuk membuat made1
sirnulasi pada sistern pgering surya hibrida ini.
Pembatretn suhu udara yang terjadi di ruang pmanas udara (kolek-tor)diiiitung
b e r h h piridah panas dan keseimbangm mwgi dari p a m yaog masuk dari
energi q a , p n s yang hitwig mdalui a*
kolekar (palikdomt), panas yang
hilang meIaiui plat hhm, dm perubahan energi p m s di ddam rumg pemanas udara
sepert~ditunjukkan ddam permttan 5 . Pmses keseimbangan en@
padit Gambctr 6.
secara lenghp
Udara
masuk ke
kalektor
v
Atap
kolehor/
Dinding
I
penping
v
Diserap plat
kolector
Pemanashtn
udara
4'
j
J
Memanaskan
produk
I
Perrukw
kaf or
Earnbar 5. Diagram pindah panas dan massa pada pengering surya hibrida.
Proses find& Paam di Ruang Koleldor
4
-
*I
<
QI2
X
TP
I
rn
Plat kolektor
2.
En@
panas kehar melalui plat kolektox (QLt)
Gambw 7. Skcma proses ppindah panas di m a g pagering.
Pindah panas yang terjadi pda mang pengering dihitung berdasarkan mergi
pmas ymng masuk dari ruang pemanas udara, energi panas yaw masuk dari plat
hitam, panas yang hiisng untuk mefiguapkan air dalam d@ng ikan dan p a s yang
hilang melahi dinding ruang pengering, sep&
dhnjukkan ddam p a m a a n 6 .
Energi panas vans rnasuk ke maria mwerina tmdiri atas :
1. Ewrgi panas m
a konveksi dari plat kufekor @I3)
Q13 = U L 2 A p K . 2. Energi panas masuk dari mang kolektar (QU
Qr4-- mCp(T@- T,)
Energ panas y a q kefm dari maxlrr pen~eringterdiri atas :
1. Energi partas keluru melahi dinding mang pngering (QL3)
Q4= z-JL,Ad (T, - T,)
dengan,
2. Energi p w s untuk rnenprtpkan air Bahan f Qb)
Model matemat& untuk pindah panas di nrang p a n a s udara yang memasuldcan
faktor panjang kal&ar d i p m k ~ 7prsamaan 8 dm 9.
Qb
Plat hEaiektor
X
'tdX-G a m b 8. Skema proses pindah panas pada plat kol&or.
Pindatr, panas di mmg pemttnas udara (ko1ekt:or) dihitung her*
keseimbangan energi antaFa paras sews kunveksi ymg diterima dmi plat hitam,
Pindafi pmw pnda plat hitam dihibung bedsadcan kwimbangan mergi
antm p ~ m a sy q diterima clari mdiasi nrrya dm pindah panas konddsi dari plat
kaiekt~r~
kehilangetn panas pa& atap kol&ar dan kehilangm panas p d a plat
kol&or s e p d d d m persamaan 9.
-b
suhu film (Tf)
m y a mmgakm --I-& dari suhu penmJJr.88n
plat fTp)
dan suhu flu& (Tfl)
Koefisim pindab panas urrEuic total yanjmg L pada pmmkam plat dais ditentukan
Pmamaan tersabart Mslru mtuk afiran lminer (Re < 1.5 x lo6). Sedmgkan mtdc
dim turtruIen addah
-
Nu (h,Lk) -: 0.036 ~ e ~ 8 p r 0 . ~ ~ ~
(12)
Efisiensi yang dihitung adalah efisiensi termtti bangunan, efisiensi
pengeringan o1eh udara pagering dm efisiemi totaf. Efisiensi tarnal batxgunan
adalah pabandingan en@
yang masuk ke d d m sisterri gmgering twhadap
penggunaannya untuk memanaskan udara pengering. Sedangkan efisiensi
pengeringan aleh udara pengering didefinisikan sebagai pabandingan antara me@
sistern pengwing dengan energi yang dipnalran untuk mengeringkan, produk. Untuk
Efisiensi t m a I bangunan :
Efisiensi pengeringan oIeh udara pengering :
Jenis Penuhr &lor
Jenis pen&
kdor y a w swing digunakan a&m lain model selongsong dm
tabung (shell m d tube). Suatu fluida mengafir di M a m tabung, &ng
fluida yang
satu lagi d i a f i h rnddui selongsang mclintasi luar tabung. Sedangketn je&s yang
lain adalah penukar kalor diran-silang, bmyak digunakan dotlam pmanasan dm
pendinginan udara atau gas, dimana gas dialirkan rnenyilanlg b w k s tabung, sedang
fluida lain digpnakan di dalam t&ung untuk memimaskan atau mendinginkan. Dalam
pnukar kalor ini, fluida yaw rnengaiir rndintas tabung disebut arus CBmpur (mixed
stream), sedang fluida di dalam trtbung d i A u t anrs tak campur (unmixed). Gas itu
dikatakan berampur karma dapat berg&
bebas di ddam alat itu sambit menukar
kafor. Ffuida yang satu l e i terhnmng di dalm tabung saluran penukar kalor dan
tidak dapat k c m p u r selama proses perpindahm kalor.
Penenturmn JumIah Pipa Penukar K A o r
Penenturn jumlah pipa pen&
kdox dilckukan d q a n menenhkan td&ih
du1u baapa suhu u d m matsukan dan k e l u m ymg diinginkan dm jumiah energi
yang di periukan untk memanaskan udara . Sefanjutnya den*
m & d e LMTD dapat
daiam pipa dan suhu u
h setelah rnelewati p i p (Holman 1986).
Metode IYTU-Efektivitm
Metode ekktivitas digunakan uxltuk mengtahui kernarnpuan p e n u h kdor
dalarn rnemindatrkan sejurnlab Irstlor te~terxtu.
Efektivitas pmuka-kaiur (heut+xckm?ger eflecfivet~ess)
didefinisikan sebagai kri.kut
prpindahan kdor yang sebenarnya (actual) dapat dihitung dari. energi yang
dilepttskan oIeh fluida-panas atau energi yang diterirna aleh Ruida-dingin.
Untuk jenis penukar kalor dimn silang dengan kondisi satu ~ x u scmpur dm satu arus
t& c m p r , efektifittts dapat ditentukm dengan mengguraskm gersamaan K k u t
(HaIrnan 1986) :
Efisiensi t
d kd&m surya mempdm perbandingan mtm aergi y m g k g u n a
unhtlr memanaskan suhu udara di d a l b kolektor dewan aergi swya yang ma&
dinyatakan ddam
Energi krguna :
8 = mcpAT = IA,ra - U ,A,@$
- T,)
Energi surya yang masuk :
Q*m=
I Ap
Sehingga efisiensi koIektor dapat dinyatakan
Efisiensi Tungku
Efisiensi tun&
rnmpakan pabandingan ant-
jumfah energi yang
digumkan untuk mningkaEkan suhu rurtngan dengm enmgi yang diberikan oieh
tun-
pmanas tmasuk di dalamnya efisiensi penukar kalor, dinyatakm ddam
persamaan berikut :
Validiai Model
Unhk mernbandingkan
Bnma haski pmhitungan berdmatjcan model mlltematik
dengan hasil penguhrm digumkan metade s&&nr 's t dstribufr'on(Moroney 195 1 ).
Nilai sebaran t dirumuskan sebagai berikut :
Nilai
t yang
dipmkh dari hasil pmhitunga data selanjutnya d i p l a t h ke ddam
grafik Strident 's r untuk me1i hat k&qatan model terhadap h a i l penghran dewan
tingkat sigrtifikan O,l , f dm 5 %.
Gambar 10. Gafik student's t untuk tingkat signifikan 0,I , X dm 5 % (Muroney
IBAHAIY DAN METUDE
Eahra daa Afat
Bethan yang digunakn dalam pngujian ini adaIah jertis ikan mujair yang
tel& direndm mlma I2 jam ddam air garam d e n w Mar garam 30 %.
Bahan tersebut diproleh dari petmi ikan di dam& Ciwng, Kabupaten Bogor.
AIat yang digunakan twdiri dari :
I . Pagering surya Xllbrida dengan bahan baka sefbuk gergaji sebrtgai pemsnas
tambahan.
2. Mat-alat u h r rneliputj :
-
a. piranometer tipe MS-42, merek KIPP & Z O M E N (0 1200 watt/m2)
b. termakopeI t i p T (C-C),
Pt100 (-50 - 250 'c)
c . oven petrgering Ik&
%ka Madef SS-204 DD
d, timbangan digital mer& AND mode1 EK-12QOA (0 - 310 gram)
e. data logger MAC 19 f scanning diita per 2 detik)
f, anemomdex, merek SATO, SK27V (0 - 40 d s )
g. p e n m r tekanrtn, merek ARFLOW TYPE 5 (0 - 2,s kPa)
Waktu dran Tempat
Pmelitian diiahkan ddam tiga tahap yaitu ~pembuatmunit penukar kslor dm
nlat pwgering, pngujian pndahuluan dm p e r d a m unt& pengambilan data.
Pembwtan unit p e n h panas d m dat m e r i n g dilakukan pada bulan 3uniAgustus 2001 smka pengujian pdabuiuan dilakukan pada bdm September 2001.
Pengujian alai swm lengkap dilakukan pada bulan Oktober 2001 dm Januari 2002.
Deskripsi Alat dan Prirnsip Kerja
Gambar 1 I . Skema alat pengering surya hibrida.
Mat: pagering ini rnenwnakan matahwi sebagai surnbw energi panas xrta
difengkapi dengan tun& pemanas sebagd surnber panas tambahstn jika diperfukan.
wan8 pengwing kipas, penukrtr panas dan tun&
pemanas.
I . Ruang pemanas udara (k-ofektor)
Kolektor
t&
atas lembrtran smg berukuran 1 x 7 rnZ yang dicat kitm
(absorber) dan atasnya ditutup dengan plastik pulikahonat. Tinggi
&ah antara
energi radiasi mrya dan rnengubahnya menjadi energi panas. S h g k a n Eutup
plastik pofikslrbonat bmfungsi untuk meneruskan cethayn rnatahari, menghambaz
radiasi balik dari absorber serta menghambat pindah panas kkaveksi dari udara
dalarn ke udara luar.
2. Kipas
Kipas tipe &al(220
Watt) befingsi untuk menghisap udara panas dari kolektor
dan rnenghembuskannya ke ruang pengering. Udara panas iniiah yztftg &an
rnengeringkm &an &lam nrang pengeiing.
3. Pefitrkar Panas
Penukas panas terdiri atas ran&rnan
pipa (36 pipa) dengan diameter 50 mm dan
tinggi 700 mm dewan media pcxakar udara ke udara. Berfungsi menukarkan
udara pnnas dari mr&u pemanas dengan udara yang mas& dari kofetor.
4. Ruang pengfering
Ruang pagering tmdki atas 5 tingkwt rak dmgan jarrtk antar rak 200 mm. Tiap
rak berisi pax-para dari jaring plastik bentkuran 1 x 0,9 m' tempat meletakkan
i kan yang akan diIrerin&an.Jumlah totd 20 yak. Dinding mang pengering terbuat
dari plastik pofikarbanat untuk menambahjumlah energi surya yang masuk.
Tungku pemanas
Tungku pemanas bedungsi untuk mernberi kan panas tambahan ji ka panas radiasi
surya tidak mencukupi. Tungku ini terbuat dari drum (Jahannes 1984) dengan
diameter 300 mm dan tinggi 4G0 mm, diameter lubang pemasukan udara 37,S
m m .Bahan baknr yang digunakan adalah serbuk gergaji.
Prosedur Pengujian Alae Pengering Ikan Surya Hi hrida
Ikan yang akan di keringkan terlebih dulu dibersihkan sisiknya, dibelrth
dan isi perutnya dibuang. Selanjutnya ikan direndam &lam air dengm kadar garam
30 % selama 1 2 jam.Setelah itu ikan dicuci kembali, ditiriskan dan diletakkan di rak-
rak m n g pengering untuk dikeringkan. Pengeringart dirnulai jam 08.00-23.00 W B .
Panas tarnbahan diberikan jika suhu wang pengering krrrang dari 40 k.Pengeringan
dihentiksux Ma mar air ikan mencapai kurmg Iebih 15 % (I&).
Data yang dieatat
meIiputi iradiasi surya, suhu ntang p a p r i n g , suhu finghngan, mrhu @at
ko1.&0r,
suhu ruang pemanas, suhu pipa pnukw kdur, kecepatan udara, volume bahan b&w
Penentuan W a r Air
Kadar air i kan ditentukm dengan metode oven berdasarkan AS=
3 '13 7
f 1 998), Stambd Tesd Methodfor Moisture in TI'lhe AvBalys[is Sample. Ikan yang wdah
dicacah sebanyak 10 gram dikeringkm dalarn oven pada suhu 105 'C smpai tidak
terjadi kehilangan b m t . Ddam pexlelitian ini lama pengovenan 19 jam. Kadsr air
basis kering untuic ~ i a walctu
p
dapat diptoleft menggunakan persamaan bmikut
Simulasi
Simulasi model pengmingm digunakan untuk mendup pewkhan suhu di
nxang- kolektor dm ruartg pengering. Simulasi model pindah p a s dart mas= ddam
sibtern pmgming dilakukan dmgan memecalkan persarnaan 5, 6 dm 7 secara
sirnultan dengan m e n g p d a n metode beda
Cfinide & g e r m ) Eufa.
Sirnulasi untuk rnexmdugsr penrbahan suhu udwa s q s n j a n g plat kolektor
menwnakan pmxtrnmn 8 dm 9. Simulasi dilakukan dengan menggunakm bahasa
Ketwangm:
1,2
3
4
5
6
7
8
: Suhu udmura ma& k e 1 w koI&ur
: Suhu pdert
: S u b dinding p e n h paas
: Sutru boh basah dan bola kering ruang m e r i n g
: Subu k e l w nmg
:Suhubolabasahdmbolak&ngudarstsekhr
:Irrtdiasisurya
9,10 : Subu u b mas& dm k e l w p u k w panas
11
: Subu tutup kuIektor t p o f i k h d )
WSIL DAN PEMBAflASAN
ambien (Ta) dm iradiasi surya (I).
-
I
.
pada
ltrnbieq hdiasi mya dm suhu hpad& bl&w ( J m di datam
Arismuaandar, 1995). Ndai kanstarxta
.col
diperoleb dsxi tit& potmg gab tunts
t a h d q wmbu y. Padot pgujian ini nil& ta naasing-mhg 0.70 dsm 0.71 yang
dmjutnys d @ m b pa& simulasi unhtk dugs mhu di ruang kolektw. Mlai
koehsien kebibgzw psrnas fuL)mempdm kemiringan (slope) c
k
ilcurvs garis lwms.
Nilai UI, pada pengujhn di atas mming-masing 14,32 dan 22,58 w/& 'c. N
18i ini
lebi hem jika dibandingkm nil& hasil p&tunpn
miniti nilai h kamitm.
sebesar 1,45
w / ~ Z'C
dengan
Suhu Muanm koW0~W s r u antam 35 - 40 kC,
Ndai ini lebih Ml j i b
dibrmdhgkan
k e h m kolektor &k u l ~tirp for*
dari MuhIbawr
f
(1~~yangbcrlrisrrrlatsra35-52.2%denganfuaskol&or2~10d.
P
-
.'
Xntdiari Surya, Suhu diin RH Ungkmgan
fretdiolsj swya yang
27
terjadi pads s a t pewbaan sagat W u b i ( W b a x
dan 18). Niiai Magi surya
rata-nta pad1 p e r d a m I sebesar 273,M
w/m2
dengan iradissi xt~&&rnurn988 w/m2. Sedangkan pada pacobgan XI nilai iradiasi
sum rata-mta sebesru 459,63 w / ~ Z dm iradiasi d s i m u m yang diGapai 1115
w / m 2Total hdksi yang diterirna @a percubam I sebesar 7,82 k ~ m 'selama
2%,67jam penyhmn. Pada percobaan FI tatost kadiasi yang &&a
8,42 kWNrnZ
mlama 18,50 jam pmyinwran (Ganrbsu: 17). Total imdiasi pada percabam 1l&ih k i l
dibandin&an dmgm permban IX meskipun lama penyinarmnya l
a bsar. EM ini
tejadi b r u t p& percabstan Z kondisi cuaca mendung, hujm dm brawan.
Earnbar 18. lradiasi sury8 yang diterima pada pwcobaan H (2 hrtri).
Crambar 20. Suhil dan RI-X 1inskungan rata-rata selarna prcobaan
Garnbrsr 2 1 . Xradiasi rattta-rata, maksimum dan lama pnyinaran.
Suhu Pdat, S U ~ dan
U RH Ruaag Pengering
Suhu pclat, suhu ruang dan Rf-E mmg pngering juga Muirtuasi
sebagairnana suhu dan W lingkungan. Kisaxan suhu pelat yang terjadi pada kdua
percobaan tersebut berturut-rum adalah 28 - 67 ' C dan 29 - 72 'C dmgm nilai rah- '
rata 43.33 "C dan 46.7"G
K i s m suh mang yang tajadi pa& kedust percubam bertunrt-turut ad&
adalah 25 - 39 % dan 29
- 49 'C
dmgan nilai mtw-rata 34.05
% dm 35.22 'c.
S e h g k a n kisr~rsnRN!addah 37 - 83 O/o d m 33 - 89 % ddegm r&a-mta 55.45 % dm
59.3 f %. Suhu rata-rata pada percubam XI lebih tinggi dari percobaan I scmai dengm
jurnlah radiasi ymg diterima. Man twi W nrangan percoban IX lebih tinmi
karma jurnlah ikan yang dikeringkan lebih banyak dari percubam I.
Garnbar 22. Suhu dm RE3 mang sets s&u plat rah-rats s l a m percobaan.
Secafa umum suhu pdat dan suhu fuang mengikuti kecendefzingan iradiasi.
Akan tetapi pada lpercubaan I antara pukul 12:00 sa~npaipuhf 23 :08suhu r u q a n
/ Hari kc I I '
!
Tr : suhu ruang pengerins ; Tp -- suhu peiar; I- iradiasi surya
Garnbar 2 3 . Plot sebararl suhu pengering darl pelat koiektor pada percobaan 1
Tabel 3. Kondisi suhu mang selama pmgeringan.
Energi Tambitban
Untuk memperwpat waktu pengmingan maka pada kdua percobaan
diberikan energi mu panas tambahan tenitma pada mat awal pengeringan dan
a t
cuaca mendung dimana iradiasi surya kecil. Panas tambahan diperateh darj
pembakmran biornassa rnenggunakrur tungku mudel drum (Johannes 1984). Ada
perbedaan cara prnberian energi panas tambahan, pada percoban 2 panas tambahan
diberikan diawal pengeringan untuk rnenccgah pernbusukan ikan. Sehingga apabi la
dilihnt w&tu pengeringannya, percobzitan 2 lebih sia&at dibanding percobam 1
meskipun jurntah ikan yang dikeringkan lebih banyak karma laju pengeringan pada
awaI pengeringan labih ksar. Pada penelitian ini digunakan empat buah tungku yang
di Ictdckan daiarn ruang pembakaran dengan masing-masing tungku krisi 7 kg
wrbuk gergaji. Pengpnaan tun&
ini rnwrnpu rneningkatkan suhu m a g peqering
sekihx 8 'C pa& suhu Xinghngan 27
masing-rnaeing &anyak
- 28 'c. lumlah biomassa yang digunakan
108 kg dm 84 kg untuk percobam
X dan
11 dengan lama
waktu pengunaan tunsku 27 jam dan 21 jam (Tabel 4 dan 5). Laju penggwnaan serbuk
eergaji selrtma p o b a a n ditentukan dalam kdj
1 am.
C
Tabel 4. Penggunnan sehuk gergaji.
rp
1
Jumtah (kg)
Laju (kg/jamj
1
Tabel 5. Kontribusi w&tu penggunaan tungku.
------
-,
-,
-
Penggunaan tungku tjam)
1
21
27
1
Konsumsi Energi untuk Pengeringan
Surnber energi yang dikansumsi oleh alat pngering berasal Gari surya
(iradiasi), tungku biomass (serbuk gergaji) dan listrik (kipas). B m y a konsurnsi
energi tersebut tersaji pada Tabei 6, dari tabel tersebut terlihat bahwa energi listcik
untuk kipas pada percaban IX lebih kecit dibandingkan dengan percoban I
dikar-enakanw d t u pmggunaan yang febi h kecil
Tabel 6 . Kornposisi konsurnsi enersi untuk pengeringan ikan,
Sumber energi
Serbuk gergajji
kmwirt
-'--trn~?~?,46+?~[09
- , - c i v i
11553,581
88,86
,
1
Konsurnsi energi 91,09 % pada percobam 1 dm 88,86 % pada percobaan 2
berasai dari biomass (serbuk gergaji) yang dirnanfnatkan hngsung untuk pemmasan
udara, pemanasan ikan dm penguapan air.
Pada kedua prcubmn kontribusi energi surya sekitx 7 - 9 % jika
dibandingkan dengan biomassa, angka ini dayat ditingkatkan dengan meiakukan
pengeringan hanya pada saat rtda matahari (tidak hujan atau mendung) dan tanpa
pemanas tambahan. Kansekuensiny a waktu pengeringan akan meningkat .
fiasil. Simurasi
Mndel yang telah disusun berdasarkan pindah panas dan keseimbangan energi
diuj i deny an data permbaan pengeringan. Daiam pembabasan in; digunakan data
pengericgan pada prccbaan i Keluaran dari mode: adalah perubahan suhu di ruang
liolektor dan ruang pengeting. Seianjutnya untuk melihat seberapa jauh pehedaan
antara hasi I perhitungan der~ganpercobaan diuji dengan metode t sii~clertr:s
Simulasi Suhu Udara di Ruwng Kafektor dan Peagering
Hasil simuiasi suhu udara di ruang kolektor dan pngering tersaji padn
Gambar 24 dm 2 5 . Dart plat antara hasil pengukuran dan perhitungan terlihat bafrwsl
model telah dapat rnengikuti kecendemnsan data pengukuran.
Seianjutnya hasil ini diuji dengan ~netade t . ~ i ~ ~ d'S.e iCantah
~f
untuk
memperoleh nilai t adalah sebagai berikut
,
Untuk suhu udxa di ruang pengering :
(x,)
-
Jurnlah data (n)
-
1 .O6, simpan@
baku sarnpel (s)
91, niiai rata-rata selisih antara made£ dan pengukuran
-
2.41 dan jumfah kuadrat rataan sarnpef
(C x2) = I 3 08.82 maka bedasarkan prsamaan (2 1) dan (22) nilai t
derajnt
bebas (n-1)
-
90,Diasumsikan niiai ratam populasi ( X a )
-
= 0
4.55 derigan
(Moroney,
1951) karena sernua populasi diarnbjl sebagai sarnpel, NiIai t ini selanjutnya di
piotkan pada grafik t sfzrdet~r's (Gambar X 0).Dengan cara yang sarna, suhu udara di
Dari h a i l pro1 tersebut secara statistik dapat dikatakan bahwa tidak terdapae
cukup bukti untuk meny atakan adanya perbedan artara model dan hasil penyukuran
pada cingkat signifikan 0.I %
,,,-..-,.%.,A,-.
",
"
-hitung
0
-
--
- - -
ukur
Crambar 24. Suhu ruang kolektor hasil perhittlngan dan pengu kuran.
--,,,,,
-.-.
hitung
0
%
ukur
Gambar 25. Suhu mang p e n p i n g hasif perhitungan dan penpkuran.
Siruuf asi Peru bahitn Suhu U d ~ r aSesuai Panjang Kolektor
Simulasi urttuk rnenduga pembahn suhu udara sepanjang ko1ektor
rnenggunakan persarnaan (8) dan (9)yang diselesaikan secara sirnuttan. Data yang
diperlukan adalah iradiasi surya dan suhu lingkungan.
Sirnulasi rnenggunakan data percobam I pada ~enyukuranantara pk. 09.03-
pk.I 5.00 WIH tanpa pemnas tarnbahan dengan kecepatan trdara di ruang kolektor
7 mldetik. Pemili han waktu pengambitan data ini dirnaksudkan untuk rneiihat
pengaruh iradiasi terhadap perubahstn suhu udara di wang kolektar. Hasil simuksi
rnenunjukkan bahwa beda suhu udara setelah meiewati kolektor antara hasil.
perhitungan dan pengkuran berkisar antara 0.21 'c: 2.82 'C pa& pnnjaxlg kolebor
7 rn (Garnbar 26 ).
Sefanjutnya model rnatematik ini diyunakan unluk tnef i hat perkembangan
suhu udara setelah melewati kolektor. Pernilihan radiasi yang djgunakan daiam
sirnulasi ini dirnaksudkan pula untuk mengetahui seberapa besar peningkatan subu
udara yang dicapsai setelah mejewati kalektur. Pada Earnbar 27 terlihat bahwa suhu
udara meningkat seiring dengan benabahnya ganjang kolektor.
Earnbar 26. Suhu udara setelah melewati kolektcr
. - . .-,-, ...-..
A
-1
j__l
L
-
. -,
...
A
..
- - -. .-
.......... .- ........
. . .
,
.,
, , ,
A
--
, , ..,
jam 9 ----jam10 . . . . . . . j a m 1 1
jam 12
Radiasi
.................
-
.
Wahiu
Gambar 27. Peningkaian suhu udara di kotektor
,
Peningkatm arhu udara dari 1 m sampai dengan 7 rn bepeda unttrk tiap
kondisi bergmtung pada besmya iradiasi yang diterima. Pada iradiasi 239 w/mZ
suhr udara mengalami peningkatan sebesar 2.09' 'C dari 29.01
% menjadi 32
Sedangkan pa& iradiasi 501 w/m2 suhu udrtra- mengalami perrin&atan
"c.
seb-
3.65 'C dari 35.54 'C rnenjadi 39.19 OC. Pada 689 W/K? $uhu
PADA ALAT fENGERXNG SURYA HIBRIDA
-*
OLEH :
WADI SURACNMAN
PROCfRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANTAN BOGOR
2002
W I S
~
C Analisis
~
Pindah
.
Panas pa& AXat Pengering Surya
Hibrida. Dibimbing oleh KAMARUDDXN ABDULLAEI, M. SUMARSON0
dm EDY I3ARTULZSTXYQSO.
Alat pg&g
swya hibrida m e m a n f a a h energi surya d m biomassa sebagai
usaha diversifikasi sumbrdnya en@. Bentuk kolektar di atas r u g pngering y m g
didalamnya &si rdk-raEc dirancang mampu meningkatkan b a s i t a s praduksi sampai
21,5 kgim2.
Pindah panas menyakan proses penting pada sistern pengering swya hibrida.
Datam penelitian iai dibuat m d e t matematik bedasarkan keseirnbmgm energi
dm divalidasi dengrtn hnsil pengujian di lapangan. Parameter yang diuji addah
suhu r w g kulektor, pngering dan suhu plat kolektor. V a l i h i dengan
rnenggunakan r test students menunj&an bah wa model rnendeati keadaan
sebenarnya pa& tingkat signifikm 0,l % dengan nilai t = 435.
Suhu m g pengering rata-rata 36 k dengan RFl[ 55-59 % rnclmpu
mengeringkan 22 dm 44 kg ikan mujair selarna 29-45 jam sampai kadar air akhir
15-1 9 % bk. Dari hasil pengujim diperoleh nilai Me dan k ikm rnujair krtunlt-twut
15- 18 5% bk dm 0,002-0,003/menit.
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya mer,yat&an bahwa tesis yang h j u d u l :
ANALISIS PMDAA PANAS PADA ALAT PENGErCMG S m Y A I-KINUDk
Adalah benar-bem mmpakan h i 1 k;trya saya senuiri dnr? be1:lum pernafi
dipublikasikan. Semua data dan infurmasi yang digunakan telah dinyatakan secara
jelas dan dapat diperiksa kebenmannya.
ANALISIS PINDAH PANAS
PAaA ALAT PENGERlNG SURYA HIBRlDA
Tesis
sebagai saltrfi satu syarat untuk mernpemleh gdar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertmian
PROGRAM PASCASARJAIY-4
INSTTTUT PERTANIAN BOGOR
2002
09 JAN 2033
WAD%SURAC~..IANdilahirkan di Surabaya pstda tanggal I 1 Mar& 1370
dm
rnwupakan putra
kadua dwi tiga bemudm dari ayah Mardjuki dan ibu
Submi.
Pada t&un 1989 Iulus dari SMA Neg& 2 Sumbaya dan melanjutkan ke
Fdalt.tss Teknolugi Industri Institut Teknologi Sepuluh Napember (ITS)
Surabaya.
Pada bhun 1994 luius dari F h l t a s Telmalogi Industri XTS, jumsan Teknik
Fisika. Sej& Jmuari 1%
Enwgi BBPT, 3darta.
bekerja sebagai staf di Labratmiurn Sumberdaya
Puji dm syukur pawlis panjstZEan kqada ALLAH SWT atas s q d a
k a n m i N A sehhgga m
a ilrniah ini berkil dise1saikm. T a m yang dipilitx
U a m pelitim ini ~ ~ s a n t l l r adin Labmatofiurn S u m M y a Emr@ BPPT
sejak bulan OIdoba 2001 adalah dat png&ng
&
'a
hibrida, dengan judul
h i i s i s Pindah Panas p a Mat Pagering Surys Hibrida.
Taima h i h penulis u c a p h kepada Pcaf. Dr. K m m d d i n U l b h ,
MSA wlaku ketw komisi pembimbing,
Dr.Ir. M. S-XW
Dr. k. Edy Hdistiyoso, MSc dm
s e 1 h angguta kamisi pembimbing yang teM h y a k
memberikan saran dan mhan rnulai d x i perencanam f i i n ~ aselwainya pnulisan
tesis ini.
Di samping itu ucapan terima Irasih saya rampaikm pula kepada :
1. Pusdiklat BPPT y m g telah mernberikan bantuan h p a biaya pdidikan dm
penelitian.
2. Bap& Diding, Pranoto, Suprapto, Sutopo dm Mastur Prmudji yang tdah
membantu saat pembuatan dan pengujian slat di lapangan.
3. Bqak Rofiq Nqman Ssi
dan Lmpold 0.NeIwm MS yang tefalr rnemlrantu
&lam pernbtan program unhrk simulasi.
4.
X&
dan anak-adih tereinta : Dim Pennatasari, R i f a KIaansa Rihnah dan
M a h s BJhaqi R a h a n yang ~ l d umernbdkan motivwi kepada p u l i s
d a m r~tenye1es8ikanm&.
5. Kedua orang tuaku : Msrdjuki dsrn Sulami, Apstino dan Tuti S h t i ymg
senantiasa rnembwikan bantuan dopadm mihat
selesainya studi ini.
DAFTAR IS1
D A m A R SIIWBQL ....... .. . .... . . . . . . . ..... .... . . ... . . .... . . .. . . .... . . . ..... ..
.
BAFTAR TABEL .. ........ .... .. . . . . . . . .. . .. .. ... .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... .. .
DAFTAR GAMBAR .. , .
.
. . . . . . . . . . . . . , .. , . , . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . ... . ... . . . . . .
DAFTAR LAMPIRAN . ...... .. . . . .. . . . . .. .
. . . . ... . . , . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..
PENDAHULUAN
Latar Bdakang... ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..... . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
Tujuan .
.
.
.
. . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . ..
TINJAUa4NPUSTAKA
Pengolahan Ikan. .. .. . . . , . ... .. .. ..... ... . . . . , . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ., . . . .. .
Penggaraman X kan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
Proses Pengeringan I kan ... . , . , . .... . . . .. . . . . . . . . . , .
.
Periode Laju Pengeringan Konstan
.
.
... .. .
..
.
..
.
.
..
.. .
. . . . . . . , . .. .
. . . . . . . . . . . . . . . ..
. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .
Periade Laju Pengeringan Menurun . . . . . . . .. . . . .
Sifat-sifat Fisik Ikan . . . .. . . . .
.
..
. . .. . . . . . . . . .. . .
. . . . . . .. . . . . . .. . . . . .
. .. . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . .
Kadar Air Keseimbangan dan Konstranta Pengeringan.. . . . . . . . ... . . . . . . . . .
Penel itian Sistem Alat Pengering.. . . . , . . . . . . . ....... . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Muhr Xkan Kering . ........ . . . .. . . . . .. . . . . ... . . . . .. . . . . . . .. . . .
. . . . . .. . .. . . . . . .
. ..
LAIYDASAN TEQRI
Pindah Panas dan Simulasi Pengerirrgui *%!atPengeri ng Suva Hi brida
Proses Pindah Panas di h a n g Kolek'tor... .. . . .. .. .. . .. . . . . . . . .. . . . . .. .. .... .
Proses Pindah Panas di h a n g Pengering.. ... . . . . . . . ... .. . ..... . ... .. . . . ... . .
Penentuan Kaefisien Pindab Panas Plat Datar.. . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . .... . . ...
Efisiensi Energi . .. .... ...... . . . . . . . .... . . .. . . . . .. . .
.
Jeni s Penuka Kalar . .
.
..
. . . . . . . .. . . . . . . , . . . . . . . . . . .
. . . . . .. . .. . . . .. . . .. . . . . . . ... , . . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . .
Penenturn Jumfah Pipa Penukar Kalcrr..,;. . , . . .. . .. . . . . . . . . . .. . ... . . .. ..
.
Metode NTIJ-EfektI fitas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
.
..
,
.
.
. . . . . . . . .. . . . . . . .
..
Efisiensi Termai Kolektor Surya .............................................
.
.
Efis~enslTungku ...............................................................
Validasi Model..................................................................
BAHAN DAN METUDE
Bahan dan A!at . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Waktu dm Tempat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deskripsi AIat dan Prinsip Kerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prosdur Pengujian Alat Pagering Ikm Suva Hibrida..................
Penenruan Kadar Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sirnulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Lerak ImitikPengukuran
WASlt
........................................................
DAN PEMBARASAN
Perforrnansi K a l e k t ~.r. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
lradiasi Suryrt, Suhu daxr RH Lingkungan
...................................
Suhu Plat. Suhu dan I
W Ruang Pengering ...................................
Energi Tambahan ...............................................................
Konsumsi Energi untuk Penswingan.........................................
Hasil Simulasi ...................................................................
Sirnulasi Suhu Udara di Ruang Kolektor dan Pengering..................
Simulasi Pentbaharr Su hu Udara Sesuai Panjang Kolektor ...............
Efisiensi TerrnaI .................................................................
.
.
Efislenst Pengeringan ...........................................................
Efisiensi Total Sisrem
...........................................................
.
Efisrensr Tungku .................................................................
.
Efektifitrts Penukar KaIor ......................................................
Kebutuhan Udara l'cngering
...................................................
DAFTAR SlMBQL
luas pemukaan bahan (m2)
A,
luas pla kulektor (mZ)
Ark
luas tutup kolektor (m2)
luas
dinding mang pengering (m2)
&
Iuas lantai mang pengering (m')
A,
8
lebaf plat kalektor (m)
panas jenis udara (kJ/kg OK)
C,
nilai kdar bakar serbuk gergaji (Wkg)
C,.
D
koefisien difusi (rn2/detik)
dWdt Iaju penuntnan kadar air (% W d t )
e
2.71628
h
ka&sien pindah panas ( W/m "K)
1
iradiasi surya (wirn2)
k
konstztnta penseringan
konduktivitas panas dinding mang pengering ( ~ / r n 'O K )
Kd
konduktivjtas panas kapuk lantai mans pengering f w/m2"K)
Kkp
kondltkfjvifas panas kayu lantai ruang pengering ( ~ i r n " ' ~ )
Kkv
konduktivitas
panas plat kolehor f wim2"K)
K,
konduktivifas
panas tutup kolektor (wfrn2
OK)
Krk
1,
rlanjang perrnukaan (m)
rnb
massa bahan bakar (kg)
Me
kadar air keseirnbangan basis kering (YO)
kaclar air basis kering (5%)
M,
rn,
massauapairIkg)
n
jurnlah sarnpel
Pu'u
trilansan NusseIt (tak berdirnensi)
Pr
bilangan Prandtl (tak berdimensi)
P,
daya kipas (watt)
energi untuk mcmanaskan bahan jkJ)
Qt
energi untuk menguapkan air bahan (id)
Ql
energi untuk memanaskan udara (kJ)
Q3
Qb
energi surya berguna (watt)
Qs>n> energi biomassa (k3)
energi penukar panas untuk memanaskan uuara (ki)
Qiw
Q1 energi panas rnasuk
Qr
energi panas hilang
Q\rn
cnergi surya (watt)
Re
bi langan Reqnolds (tak berdirnensi)
RH
kelembaban udara pada lieadaan seirnhang f%)
s
sirnpangan baku sarnpel
A
t
niiai sebaran t student's
waktu (ddk)
suhu ambim CC)
suhu u d m di dalam kolekur ("C)
suhu film C C )
suhu plat kolektor ("C)
suhu udara di mang pengering CC)
suhu plat ?PC)
suhu di dalam ruang pengering ("C)
kaefisien pindah panas menyelunrtr (Wlm OK)
bwat kering bahan (kg)
berat awd bahan pada walau ke j (kg)
rataan papulasi
rataan sarnpel
sarnpel
tebal plat kokektor (m)
Huruf Yunani
densitas ditentukan pada kondisi aliran-bebas, kgim'
p
cr.
absorpsivitas (tak berdirnensi)
rebd
dinding mang pengering (m)
A
Axkf, tebaI kapuk lantai pengering(rn)
AKA, tebal kayu Iantai pengefing (m)
Axp t&aj plat kalektor (m)
Ax,c tebal tutup kolektor (m)
E
efektifitas penukar panas (tak berdimensi)
ci Whit kecepatztn penger ingan (kg airldetik)
q
efisisensi kulektor (tak berdimensi)
qAr
efisisensi termal (tak berdimensi)
q,romr efisisensi total sistern pengering (tak berdimensi)
efisisensi tungku pemanas (tak berdirnensi)
I
~ I - P efisisensi udara pengering ftak kdimensi)
T
transmisivitas (tak berdi rnensi)
1. Standar mutu ikan kering Indonesia .; .........................................
2 . Frekuensi iradiasi suryrt selarna pngeringan .................................
3 . Kondisi suhu mang selarna pengeringan ......................................
..
4 . Penggunaan serbuk gergq~. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . KontFibusj waktu penggunaan tungku ........................................
6 . Kornposisi konsumsi energi untuk pengeringan ikan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 . Kadar air kritis berbagai bahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
S . Kadar air akhir hasil pengeringan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 . Hasil pengujian mutu ikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 . Piat &arm suhu pengering dan plat kolek-turpada pmcobaan 1.........
24. Suhu m g kuielctor hasil perhitungan dan pengukuran....................
25 . Suhu rumg pagering; hasit perhitungan dm pengulnrran................
26. Suhu u d m setefah melewati kolekor ......................................
27 . Peningkatan suhu udara di kolekmr..........................................
28 . Peningkatm suhu plat k~lektor
................................................
29 . Penurunan kadar air pada per cob;^ I .........................................
30 . Penufunan kadar air pada percobam 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 1. Perbandingan penunman kadar air percubaan I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
32 . Perbandingan penurunaxl kadar air percobam II ...........................
33 . Kurva laju pengeringan terhadap kdar air. perwbaan 1. . . . . . . . . . . . . .
34 . Kurva Iaju pengeriingan rerhadap kadar air. percobtian II . . . . . . . . . . . . . . .
3 5 . Kurva Iaju pengeringan beberap2 tahan (Mujurndar 1 9871 . . . . . . . . . . .
1 . Produksi ikan olahan perika~anlaut tahun 1999 .......................
2 . Perhitungan efisiensj sistern dan energi spesifik percobaan 2 .......
3 IJcmecahan persarnaan diferensial dengan metode nurnerik Euler. . . .
4 . Perhieunsan efektifitas penukar kalor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 . NiIai-nilai parameter yang digunakan dalzlrn perhitungan . . . . . . . . . . .
6. Biaya pembuatan atat pengering surya hibrida
......................
7 . Contoh perhitunsan analisis finansial pada usaha pengeringan ikan .
8 . Analisis biaya produksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 . Perhitungan kebutuhan udara pengering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10. Data pengukuran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 1 . Perhitunsan rancangan kebutulran kipas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 2 . EIasi i sinrulas; penurunan kadar air percobaan 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
$ 3 Has11sjrnulasi penurunan kadar air percobaan 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
I 4 . 'Tekno-ekonami pengeringan ikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 5 . Ciarnbar teknis alat pengering ssu~vahi brida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 7 . Program sirnulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Poterxsi lestari sumber daya p e r i h m laut di perairan Indonesia dm di Zona
Ekonorni EkskXusif (ZEE) d i p e r k i r h sebesar 6,7 juta ton per M u n dengan tingkat
pemanfaatarr 48 % (Ditjen Paikanan 1995)
Melihat poteosinya yang cukup bemr tersebut, diharapkan had-fiasil
perikanan dapat mrnberikan sumbansan yang berarti bagi negara, baik untuk
keperluan pemenuhan gizi masyarakat. rnaupun untuk meningkatkm devisa rnefalui
ekspor nan migas.
Jurnlah praduksi ikan aIahan perikanan Iaut Indonesia pada tahun 1999
mencapai 883.1 17 ton. Dari jurnlah tersebut 430.726 ton atau sekitar 48,8 % diolah
dengaik cnra pengeringan dan penggaraman. Volume ekspar hasil olahan yang
diekspor ddam bentuk ikan kering, asin, atau diasap scbanyak 15.924.767kg dengan
ni lai 52,907,277 dolar Amerika (Ditjen Perikanan Tangkap 2001 j.
Di Indonesia Lrang Iebih 60 % hasil tmgkapan ikan dialah secara tradisional.
Pengolahan tradisional ini mernpunyai arti penting, karena penerapmnya daa hasil
olahan tradisianal pada urnumnya dihstsilksn oleh industri rumah tmgga, padat karya
serta pmgolahan yang sederhana dan diperuleh secara tumn temurun.
?engolahan ikan asin rnerupakan bagian terbesar usaha pengolahan ikan
tradisional . KepopuIeran pruduk ini di kalangan neIayan pengolah, selain, karena
fakior penerirnaan ko~wiirnen,juga disebabkan karena cara perlgolahannya yang
bahan b a h yang diperuleh umurnnya kurang segar sebngga mutu produk ymg
dihasilkan hrang baik, higinits kurfing terjarnin karena tercemar deh ldrtt dan d&u
serta w&u pengmingan yang lebih iama j i b tajadi hujan.
Untuk mengatasi permasa!ahan pengeringm i kan wars tradisional tersebut
telah diperkenalkan berbqai tebologi aIat pengering untuk rnembantu mernmthkan
rnasalah tersebut.
Y unizaf er al. ( 1973) mernbuat atat pengering mekanis behentuk terowongan
berbahan bakar minyak tanah, hasil percobam menunjukkan b ~ h w aalat ini rnarnpu
mengeringkan ikan kira-kira 3 0 0 kg seiarna 18 jam pada suhu 39.9 '
C , I.Uf 43,8 %,
kecepatan udwa 103drnenit . Kadar air ikan setelah pengeringan 42, f % bb.
Gondak (1991) mernbuat alat pengering surya tipe baks dengan kapasitas 60
kg. Alat, ini rnarnpu rnengeringkan ikan terj dengan krtdar air rnencapai 13-23 % bb
selama 9 jam.
Garcia ef al. (1 992) mengernbangkan aiat pengering j kan di Angola dengan
bentuk pengeri ng surya pasi f yang dilengkapi dengan cerubong. Dindi ng tehuat dari
piastik transpamn. Alat ini mmpu mengeringkan ikan 15-50 kg~sampai kadar airnya
mencapai t 5 % (bk) selama 9 jam.
Latupeirissa ef al. (1 997) memperkenalkan aXat pengering ikan dengm benhrk
rumah wngering lreratap fiberglass bersurnher tnergi surya. AIat irri rnampu
mengeringkan 20-25 kg ikan tmi basah sarnpai rnencapai kadar air akhir 16 O/o bb
selama 8 jam dengan suhu m a g pengering 44-46 "C pada kondisl cerah
Dari tekmtugi dat pengering yang digunakan di atas, berdasttrkan sumber
penyedia energi panasnya dapat dibdakan menjadi dua yaikr energi surya dm energi
dari bahan bakar minyak tanah.
PemastiIahan yang dihadapi pada alat
pengering mekanis adatah
meningkatnya h a r e rninyak tmah wiring dengan dicabutnya subsidi prnerintah.
Sehingga perlu dicari altermatif surnber energi I i n yang Iebih rnurah. Sdangkan
perrnasalahan p d a dat pengering surya addah kemarnpuan alat pngering untuk
rnengmingkan produk san~atdibatasi oleh fluktuasi radiasi surya. Selain iht jika
menggunakan pengering surya tipe terowongan diperlukan tanah yang Iuas untuk
kapasitas pengeringan yang besar.
Berdasstrkan nlasarr tersebut di atas pada penelitian ini dibuat alat pengering
y ang rnemadukan energi surya dm biornassa sebagai tangkah diversi fikasi surnber
energi sena meningkatkan kapasitas pengeringan tmpi Iuas tanah yang diprlukan
lebih kecil. Kotrsep sistem prigwing ini adaiah memanfaatkan secara inttgrat unit
pemanas tambahan bmbahan b a h Giomassa, energi surya dan efek mmah kaca.
Pemilihan biomassa sebagai pengganti rninyak tanah didasarkan pada potensi
energi biomass di Indonesia yang cukup besar. Sumber binmassa terbesar bemsai
dari sek-tar kehutartan, pertanian cfan perkebunan, dm dipekirakan patensi seluruh
energi biomassa setara dengan 49.907,3 MW (Bakoren 1998). Di sisi iain konsep
pengering energi surya tetap digunakan mengingat paiensi energi surya di Indonesia
yang relatif baik. Radiasi surya hmian rata-rata Indonesia adalah 4,825 kwl-drn2
(Bakoren 1998).
Tujuarn
Tujuan dari penelitian ini addah :
1 . Untuk mendapatkm kinerja sistem s m a keseluruban.
2. Untuk rnendapatkan model simulasi sistem pengeringan di mang kolektor
dan w n g pengering.
Pengokhan lkan
Ikan mmpalran kornoditi pertaman yang cepat rnenjadi busuk dan msak bila
dibiarkan di udaa (Irira-kira 5 - 8 jam setelah tertangkap). Penyebabnya anma fain
karena semua proses pembusukan rnemerlukan air, sementarrt 80 % dari, tubuh ikan
terdiri dari air. Oleb karena itu perlu dilzlkukan usaha untuk rnempertahankan mutu
ikan. Salah satu cara adalah melakukan pngawetan. Cam pngawetan ikan antara
iai n dcngan melakukan pengeringan, pengasapan, pengaraman, fermentasi,
pendinginan, pernbekum , dan pengalengan. Untuk daerafr tropis suhu pengeringan
ikan berkisar antxa 40 sarnpai dengan 45
'c,dengan M 40% - 50 % dan kecepatsn
udara 90 drnenit - 120 d m e n i t (Legendre 1 955, Reatty 1958). Untuk rnenghindari
tumbuhnya jamur cian bakteri seiltma penyimpanan, maka ikan harus dikwingkan
sampai kadar air 1.5 ?4 (Bala dan Mondol 1999).
Penggararnan i b n
Pada proses pengeringrtn ikan pada umumnya ditakukan proses penggaraman
tedebih dahulu, Ada beberapa proses pensanman diantaranya pengaraman
rnenggunakan garam kering ( d v salting) dm penggwarnan dengsn rnenggunakan
iarutan garam (brim sailing).
Pengnruh penggararnrtn adalah rnengakib a t h terjadixlya proses osmosis di
dalam sel daging ikan. Larutan gararn ini mcresap ke dalam da$ing ikan sehingga
tercapai tekanan osmosis yang seimbang mtara cairan di dalarn dan di luar bbam
ikm. Lanrtan gamin yang IebiEt pekat (di fuar badorn h)
menyebabh air di dsIm
~i~tenrskd~malrinitama~~sissl~ambadanikan~n
k
W dm protdnnya
rnenggwpd (demtwsi) w t a ~1
d e n g ikan
rnmgkerut. W R
itu lamtan garrun juga mmyelmbb p n , osmosis
~
pa& ~ 1 - s e l
tt?rjadi proses plasmolisis (kadar air ddam seI brtkteri
rnikrooqpisme seizin-
berkurmg) rorng menyebabh b&&
mati (Mdyxtnto 19%). f d a h gawm yang
d i p n h &anyak
ikan. yang dab d i h i & a n dm dindam
20 -30 % berat
b&sar antara 24 - 72jam (Inwan X 995).
Pmses Pemgeriagsm h a
Proses pmgmhgm ikern terjadi k m a dmya pexbedaan tekanan parsid uap
#llm
u~W&
~ e n g d n d-8~
g
pennukaan ikeul.dan l M i k X p e r m ~ k mikWl d q U l
b e a n dstlamnya. Tedadi duor prom dasarr pada pmgwingan ikan dengan
rnenggundcan u
h pen@ag,
panas dari udam ke clixran ym&
Pertama, p & h
ada di kulh km. Kedua, pmindahm mas= b& yang W j u d &/up atau kadua-
dumya di dalm d@ng &an mupun ymg berwujud uap di pemurkaan h.
Paus
dipindddm dari udm kc p e r m b ikm mar8 konveksi h u d i m he d d ~ m
daging ikaa swm konduksi dm dchhya paraas t&
Iaten pnguapan, S&p
digutidm sebagai panas
kg stir yang dimpkan Efrui ikan membutuhkan 2558,73 kJ
panas ddam bmt& panas iatm (JBSOD1959, d i dalam Tairir 1986).
Ceupio dan Pretbu di ddam b d d i n (2002) menyathn bshwa bju diran
Y
udara mtuk pageringan &an
Wsslr
mma 1,5-2
mldet. Pada b a p a W
shi1
pmgeringm &an di Philipina d i p d e h h&l yang ba~prsdenpa k q a t a x l udara 0,8-
2,9 mldet.
Suhu udara pageringan dirokeme-
Sedsngbn RH M s a r atam 5
berkisar antam 4U-50 'c.
W 94-KumiPditi pertornim yang mempnyai lradw
air di atas 70 % mempunyai lajl pengeringzn a d yaw ditentukm oleh
'tig&
parmetex yititu kecepah udara, suhu u h dan keiembitban. Jika kondiari parameter
tersebut konstan, maka laju pageringmya akan konstan pula (Brwker et d 1991).
Proses pengeriqp terdiri, dari dua m a d e utama, yaitu @ode pgwingan d q a n
kecepatan teCap b period@pngeringm dengan k e q a t a n menurun (Hmderson dan
Perry 1955, Wall 1957).
Periade Lstju Pmgeringotn Konstan
Selma poses iaiu meringan iconstan permukaan baIrm masih m g a t basah
tettutupi oleh Ispistm air ymg kontinyu. Hal ini terjadi wiama air yang menguap dari
pemukaan balm rnemiliki k-patan
yang sama dengan per&iaan air dalarn b&an
ke p m u k a m atau s e h a tersedianya air bebas w e e wafer) di d d m bafian. Pada
b a h m i a n , pa& unlumnya w a d e ini berlangsung &lam waktu Eringkat.
Besarnya laju pengeringm selama periude ini kIangsung, tagantwig pada ; I) bas
hamparan prod& yang dikainglran, 2) perbedam kelemb~banan-
u&a yang
mengalk dan permukan ymg masih basah, 3) kaefisien pind& mass dan 4)
k q a t a n udata pagering. EEal ini digambarIran pada pewmaan (Hall 1957) :
B m y a h d i m a m h i oleh k q a t a n u d m pagering . Pefsamm (1)
befum dapt diwnak.5~1
untuk: menentuktm laju pengwingan secara teliti, k
m nilai-
nileti f,, h dm A(fuaspmmdampindttfi,panas)
ditenmkm -tc?titl,
hsJ, ini
Awal Iaju pengeriwm menurun terjadi met& f i r laju pmg-
kowtm, d i m hdar air bahm pada serat p e r u h Iaju pngaingan ini Madi
disebut kadar air laitis. Ndai W a r air kritis su&
difusi air darj; b
prod& yang diIrerin&m
h ke permukm dm p e p b i l a n . ilap air dari perm-
bahan
(Ha11 1957). Gaya kapiler m b e r i k a n gaya untuk mmdorung air mldui @-pori
pengeringm memuun pertama (CD) dan laju peng&ngm mernmul k-edua @E).
seperti pada gambiar lb.
K&;w air Kg airkg
padm
NilaI r a t a d kurrduktivitas pami rtaging i h jetlis p i k perch pada slang
Prinsip pmgpnw model lapisan tipis pada p i o d e laju pageringtin
menurun dikembqgkan dsrri kondisi pagemkan air secara difusi, dimma madelnya
didasarkan pada h u h m kedua Fick fBmker et.4 199I ;Henderson dm Perry 1976
Kadw air keseimbanerjan didehisikm sebagai nilai kandungm air balm p d a
sat t e h uap
air di penndman
s e i m b q d e w t h n uap air
linghqpmya (Hall 1957). Brooker ef d ( 1974) rnenyatdcan bahwa konsep kadar
air kweirnbangm ini penting; ddam mempelstjai prows p n g i n g m untuk
tmtentu. Tka tanrtn uap air di permukam bahan I&ih b a r dari udara seiritax akm
.
teGadi plepsm air dwi balm ke udara (dewpsi), jika sebdiknyw d m tajadi
penyapan air OMbtrhan (adsorpsi).
Penelitian Skitem A M Femgering
Sachit-
(1985) m e ~ ~ aempat
l i kali pengujian twhadap Gnerja
pmgering amgi airy# (m/ar dying) d m pnjemuran hngsung (sun dymg) untuk
rnengeringkan &an menyirnpulkm bahwa pagering surya lebih distis.
Tahir (1986) rndakukan pexlgeringm ikan m e n p a k a n pagering ikan tip
t emari yang dilengkapi unit penukar kalor. Kapash pengdngan 1 50 - 200 kg, lama
pengwingan 12,5 - 14,s jam. K x h air awal ikan jambal 47 % (bb) dikeringkan
fringga mencapti f 7 - 23 % (bb). Suhu udara di mang pqeritxg berhsar mtara 30 37 'c. B&an bakm minyak tanah ymg dibubhkm 19 - 25 liter.
Mukhajee et.al ($990)membuat dm menguji peqering q o t tip efek
mmah kaca y m g mampu mengain@;kan ikm sampd memap& k w h air y q
diinginkan dalam walau 2-3 hari.
Beberap pmgujian di bdagai lokasi de-
brbagai kondisi iklim yang
berbeda n u k k a n bahwa !xi&-buahan, sayursn, biji-bijim Wan &an @at
diiceringkan dmgm b& oleh penping mya tip Iorong (MIZBIbaum et ad, 1993).
Ukuran standar pengering surya tip lorung addah 2 m (kbar), panjang kolektor dan
man8 pngdng masing - masing 10 rn. Ukuran p j q dapat dipmbar menjadi 20
rn sehingga luas mmg pengering menjadi 40 d.
Karnnnrddin j1993) menyatEJt;an bahwa triaya awal sistem pmgeriag nrrya
dapat diicurangi den#= mengpnakan mekanisme efek mmah kma @EK) kmna
h n ~ ki d h r dapmd, diganti dengm p W p tmmqwm yang Wigus M n g i
sebagai ruang plgxing.
Summmm (1997) mmguji dat penping ten459 surya tip lorong unEuk
mengeringh biji
&Q
dan kopi. Kolektor dm rung pagering diprrsang sews
pwalel dmgm panjmg 20 m. Mar kolelaor dm nrsmg peqering mi%-masing
0,93 m dzur 1,97 m fengerhgm biji k&o di
M m pen@ng ini d
e w kerapatm
25 wlm2rnemduLan w&u 76 jam untuk rnempi War air 7 %.
Kamruuddin (i 998) rnembuat dm men~pujitipe pmgering efek mmafx kaca
(Em)mampu ~g~~
45.8 'C selama
19Q kg kapi dmgm suhu ruang pmgering rata-wta
43 jam dengan p a n a s t a m b m g hyu. P@ng
ini juga
dapat d i g u d a n untuk mmpingkan &an.
Bala dan Mondol (1999) melakukan meringan ikan abmyak 150 kg
dengan rnenggmabn pngering surya tips: lorang ( w h&me1 kier) dmgm u k u m
kubktor 2 x 12 m2dm ruadlg pengeri.ng 2 x 12 IT? yang dip-
seri menghasiliclta
i h kering d a g m kadw sir 16,7 O/o daIam walrtu 5 hai, s h n g h d e w
penjemuran lmpmg dihasillran &an kering derqgan Mar air 32,W O/o pada wakhr
pengeringan yaqj m a . K d a r air a d i h 67 % fbb). Suhu L
e kolektor
~
ImIrisar 8
n
.
m35,1%- 52,2 % pada ratfiasi m y a I80 w/m2- 550 w/m2@da dan
Mando1 1999).
Mat m
e
r
i
n
g tip ERIC d q n bpasitas 1 ton tdah digmdm untuk
meng&ngkan ikan dan rumput lwut di desa Labuh Ijuk , Smbam bar (GREAT&
2000).
~
Dari b b m p t b l o g i alrtt pwgwing y m g dimapkan di atas ada Merapa
kendaln yttng haw diatssi. Sistm pagering tipe Iarong energi surya m m p h
sistm yang mud& dibuat dm diaplikasih t&api sistem ini rnmpunyai kendda
pada lw tttnmrh y m g dibuuhkatr. Luols tanah yang dibutuhh minimal 40 m2untuk
kapasitas IS0 kg. Di"mping itu pengeringm b y a di1tlk.uiran M a sizing h
i
.
Sedmgkm @a sistem mekanis msih menlggumkan minyak tanah sebqai b d m
balm pemanas tambahan.
UnEuk m e m i permadahantersebut konsep pgering tip brow dan tip
ERIC ini wlslnjubya dipadukan d e w sistem rnekatxis majadi b e d sistem
M o d i W dil~
d
q membuat ruang pagering tidair hanya satu lapis
saja seperti pads sishm pengering t i p lo~1r.gt&?i Eibuat ddm
bwrtuk &-I&
d q m cam mdetakkan kolektor di atas nrang pmgaing. Nlaf ini dapat menin&a&m
kapasitals produk per d.
S&q@ pdandingan pagwing tipe lorow standar yang d i b Mijhlbauex
~
d q a n luas kofeLtor 20 mz dan luas
mempunyai
lapasitas I50 kg, dm*
~ang
pengering
20 mZ yang -sang
sai
irata lain mempunyai kerapcdm muatan
Pimdrh P
SimuIasi
w dikn !%rnnlasiF e n g e ~ Ahf
e Pmge~S
g u m ELibridn
sistem
berarti membuat sistem buatan dengm metriw pfbmransi
nrab si&m nyrats. Sirn~tasi~ctibttat:
untuk bebrapa dasan, misainya Irarena W w
biaya ymg t d u besar untuk mneliti sistem n y w atslu beIum terse$ianya sistern
nyata karma masib dalm tahap pmcangan ( S t d m 1971)
&muddin
(1994) telair mengembangkan simuIasi sistem pageringan
berdaswb tmxi, pidah panas dalam alat pgering ef& mma)l kaGa urrhrk: mnduga
sebaran suhu dan R H yang teqadi di dalam sistem mmafi kaca dengan menggunakan
konsep keseimbmgm energi pa&
s&ap kumponen penyuwn si-m
pengering
rumatr kaca.
K o n q ini wlmjutnya digu-
darr d i k e m b a n w urrtuk membuat made1
sirnulasi pada sistern pgering surya hibrida ini.
Pembatretn suhu udara yang terjadi di ruang pmanas udara (kolek-tor)diiiitung
b e r h h piridah panas dan keseimbangm mwgi dari p a m yaog masuk dari
energi q a , p n s yang hitwig mdalui a*
kolekar (palikdomt), panas yang
hilang meIaiui plat hhm, dm perubahan energi p m s di ddam rumg pemanas udara
sepert~ditunjukkan ddam permttan 5 . Pmses keseimbangan en@
padit Gambctr 6.
secara lenghp
Udara
masuk ke
kalektor
v
Atap
kolehor/
Dinding
I
penping
v
Diserap plat
kolector
Pemanashtn
udara
4'
j
J
Memanaskan
produk
I
Perrukw
kaf or
Earnbar 5. Diagram pindah panas dan massa pada pengering surya hibrida.
Proses find& Paam di Ruang Koleldor
4
-
*I
<
QI2
X
TP
I
rn
Plat kolektor
2.
En@
panas kehar melalui plat kolektox (QLt)
Gambw 7. Skcma proses ppindah panas di m a g pagering.
Pindah panas yang terjadi pda mang pengering dihitung berdasarkan mergi
pmas ymng masuk dari ruang pemanas udara, energi panas yaw masuk dari plat
hitam, panas yang hiisng untuk mefiguapkan air dalam d@ng ikan dan p a s yang
hilang melahi dinding ruang pengering, sep&
dhnjukkan ddam p a m a a n 6 .
Energi panas vans rnasuk ke maria mwerina tmdiri atas :
1. Ewrgi panas m
a konveksi dari plat kufekor @I3)
Q13 = U L 2 A p K . 2. Energi panas masuk dari mang kolektar (QU
Qr4-- mCp(T@- T,)
Energ panas y a q kefm dari maxlrr pen~eringterdiri atas :
1. Energi partas keluru melahi dinding mang pngering (QL3)
Q4= z-JL,Ad (T, - T,)
dengan,
2. Energi p w s untuk rnenprtpkan air Bahan f Qb)
Model matemat& untuk pindah panas di nrang p a n a s udara yang memasuldcan
faktor panjang kal&ar d i p m k ~ 7prsamaan 8 dm 9.
Qb
Plat hEaiektor
X
'tdX-G a m b 8. Skema proses pindah panas pada plat kol&or.
Pindatr, panas di mmg pemttnas udara (ko1ekt:or) dihitung her*
keseimbangan energi antaFa paras sews kunveksi ymg diterima dmi plat hitam,
Pindafi pmw pnda plat hitam dihibung bedsadcan kwimbangan mergi
antm p ~ m a sy q diterima clari mdiasi nrrya dm pindah panas konddsi dari plat
kaiekt~r~
kehilangetn panas pa& atap kol&ar dan kehilangm panas p d a plat
kol&or s e p d d d m persamaan 9.
-b
suhu film (Tf)
m y a mmgakm --I-& dari suhu penmJJr.88n
plat fTp)
dan suhu flu& (Tfl)
Koefisim pindab panas urrEuic total yanjmg L pada pmmkam plat dais ditentukan
Pmamaan tersabart Mslru mtuk afiran lminer (Re < 1.5 x lo6). Sedmgkan mtdc
dim turtruIen addah
-
Nu (h,Lk) -: 0.036 ~ e ~ 8 p r 0 . ~ ~ ~
(12)
Efisiensi yang dihitung adalah efisiensi termtti bangunan, efisiensi
pengeringan o1eh udara pagering dm efisiemi totaf. Efisiensi tarnal batxgunan
adalah pabandingan en@
yang masuk ke d d m sisterri gmgering twhadap
penggunaannya untuk memanaskan udara pengering. Sedangkan efisiensi
pengeringan aleh udara pengering didefinisikan sebagai pabandingan antara me@
sistern pengwing dengan energi yang dipnalran untuk mengeringkan, produk. Untuk
Efisiensi t m a I bangunan :
Efisiensi pengeringan oIeh udara pengering :
Jenis Penuhr &lor
Jenis pen&
kdor y a w swing digunakan a&m lain model selongsong dm
tabung (shell m d tube). Suatu fluida mengafir di M a m tabung, &ng
fluida yang
satu lagi d i a f i h rnddui selongsang mclintasi luar tabung. Sedangketn je&s yang
lain adalah penukar kalor diran-silang, bmyak digunakan dotlam pmanasan dm
pendinginan udara atau gas, dimana gas dialirkan rnenyilanlg b w k s tabung, sedang
fluida lain digpnakan di dalam t&ung untuk memimaskan atau mendinginkan. Dalam
pnukar kalor ini, fluida yaw rnengaiir rndintas tabung disebut arus CBmpur (mixed
stream), sedang fluida di dalam trtbung d i A u t anrs tak campur (unmixed). Gas itu
dikatakan berampur karma dapat berg&
bebas di ddam alat itu sambit menukar
kafor. Ffuida yang satu l e i terhnmng di dalm tabung saluran penukar kalor dan
tidak dapat k c m p u r selama proses perpindahm kalor.
Penenturmn JumIah Pipa Penukar K A o r
Penenturn jumlah pipa pen&
kdox dilckukan d q a n menenhkan td&ih
du1u baapa suhu u d m matsukan dan k e l u m ymg diinginkan dm jumiah energi
yang di periukan untk memanaskan udara . Sefanjutnya den*
m & d e LMTD dapat
daiam pipa dan suhu u
h setelah rnelewati p i p (Holman 1986).
Metode IYTU-Efektivitm
Metode ekktivitas digunakan uxltuk mengtahui kernarnpuan p e n u h kdor
dalarn rnemindatrkan sejurnlab Irstlor te~terxtu.
Efektivitas pmuka-kaiur (heut+xckm?ger eflecfivet~ess)
didefinisikan sebagai kri.kut
prpindahan kdor yang sebenarnya (actual) dapat dihitung dari. energi yang
dilepttskan oIeh fluida-panas atau energi yang diterirna aleh Ruida-dingin.
Untuk jenis penukar kalor dimn silang dengan kondisi satu ~ x u scmpur dm satu arus
t& c m p r , efektifittts dapat ditentukm dengan mengguraskm gersamaan K k u t
(HaIrnan 1986) :
Efisiensi t
d kd&m surya mempdm perbandingan mtm aergi y m g k g u n a
unhtlr memanaskan suhu udara di d a l b kolektor dewan aergi swya yang ma&
dinyatakan ddam
Energi krguna :
8 = mcpAT = IA,ra - U ,A,@$
- T,)
Energi surya yang masuk :
Q*m=
I Ap
Sehingga efisiensi koIektor dapat dinyatakan
Efisiensi Tungku
Efisiensi tun&
rnmpakan pabandingan ant-
jumfah energi yang
digumkan untuk mningkaEkan suhu rurtngan dengm enmgi yang diberikan oieh
tun-
pmanas tmasuk di dalamnya efisiensi penukar kalor, dinyatakm ddam
persamaan berikut :
Validiai Model
Unhk mernbandingkan
Bnma haski pmhitungan berdmatjcan model mlltematik
dengan hasil penguhrm digumkan metade s&&nr 's t dstribufr'on(Moroney 195 1 ).
Nilai sebaran t dirumuskan sebagai berikut :
Nilai
t yang
dipmkh dari hasil pmhitunga data selanjutnya d i p l a t h ke ddam
grafik Strident 's r untuk me1i hat k&qatan model terhadap h a i l penghran dewan
tingkat sigrtifikan O,l , f dm 5 %.
Gambar 10. Gafik student's t untuk tingkat signifikan 0,I , X dm 5 % (Muroney
IBAHAIY DAN METUDE
Eahra daa Afat
Bethan yang digunakn dalam pngujian ini adaIah jertis ikan mujair yang
tel& direndm mlma I2 jam ddam air garam d e n w Mar garam 30 %.
Bahan tersebut diproleh dari petmi ikan di dam& Ciwng, Kabupaten Bogor.
AIat yang digunakan twdiri dari :
I . Pagering surya Xllbrida dengan bahan baka sefbuk gergaji sebrtgai pemsnas
tambahan.
2. Mat-alat u h r rneliputj :
-
a. piranometer tipe MS-42, merek KIPP & Z O M E N (0 1200 watt/m2)
b. termakopeI t i p T (C-C),
Pt100 (-50 - 250 'c)
c . oven petrgering Ik&
%ka Madef SS-204 DD
d, timbangan digital mer& AND mode1 EK-12QOA (0 - 310 gram)
e. data logger MAC 19 f scanning diita per 2 detik)
f, anemomdex, merek SATO, SK27V (0 - 40 d s )
g. p e n m r tekanrtn, merek ARFLOW TYPE 5 (0 - 2,s kPa)
Waktu dran Tempat
Pmelitian diiahkan ddam tiga tahap yaitu ~pembuatmunit penukar kslor dm
nlat pwgering, pngujian pndahuluan dm p e r d a m unt& pengambilan data.
Pembwtan unit p e n h panas d m dat m e r i n g dilakukan pada bulan 3uniAgustus 2001 smka pengujian pdabuiuan dilakukan pada bdm September 2001.
Pengujian alai swm lengkap dilakukan pada bulan Oktober 2001 dm Januari 2002.
Deskripsi Alat dan Prirnsip Kerja
Gambar 1 I . Skema alat pengering surya hibrida.
Mat: pagering ini rnenwnakan matahwi sebagai surnbw energi panas xrta
difengkapi dengan tun& pemanas sebagd surnber panas tambahstn jika diperfukan.
wan8 pengwing kipas, penukrtr panas dan tun&
pemanas.
I . Ruang pemanas udara (k-ofektor)
Kolektor
t&
atas lembrtran smg berukuran 1 x 7 rnZ yang dicat kitm
(absorber) dan atasnya ditutup dengan plastik pulikahonat. Tinggi
&ah antara
energi radiasi mrya dan rnengubahnya menjadi energi panas. S h g k a n Eutup
plastik pofikslrbonat bmfungsi untuk meneruskan cethayn rnatahari, menghambaz
radiasi balik dari absorber serta menghambat pindah panas kkaveksi dari udara
dalarn ke udara luar.
2. Kipas
Kipas tipe &al(220
Watt) befingsi untuk menghisap udara panas dari kolektor
dan rnenghembuskannya ke ruang pengering. Udara panas iniiah yztftg &an
rnengeringkm &an &lam nrang pengeiing.
3. Pefitrkar Panas
Penukas panas terdiri atas ran&rnan
pipa (36 pipa) dengan diameter 50 mm dan
tinggi 700 mm dewan media pcxakar udara ke udara. Berfungsi menukarkan
udara pnnas dari mr&u pemanas dengan udara yang mas& dari kofetor.
4. Ruang pengfering
Ruang pagering tmdki atas 5 tingkwt rak dmgan jarrtk antar rak 200 mm. Tiap
rak berisi pax-para dari jaring plastik bentkuran 1 x 0,9 m' tempat meletakkan
i kan yang akan diIrerin&an.Jumlah totd 20 yak. Dinding mang pengering terbuat
dari plastik pofikarbanat untuk menambahjumlah energi surya yang masuk.
Tungku pemanas
Tungku pemanas bedungsi untuk mernberi kan panas tambahan ji ka panas radiasi
surya tidak mencukupi. Tungku ini terbuat dari drum (Jahannes 1984) dengan
diameter 300 mm dan tinggi 4G0 mm, diameter lubang pemasukan udara 37,S
m m .Bahan baknr yang digunakan adalah serbuk gergaji.
Prosedur Pengujian Alae Pengering Ikan Surya Hi hrida
Ikan yang akan di keringkan terlebih dulu dibersihkan sisiknya, dibelrth
dan isi perutnya dibuang. Selanjutnya ikan direndam &lam air dengm kadar garam
30 % selama 1 2 jam.Setelah itu ikan dicuci kembali, ditiriskan dan diletakkan di rak-
rak m n g pengering untuk dikeringkan. Pengeringart dirnulai jam 08.00-23.00 W B .
Panas tarnbahan diberikan jika suhu wang pengering krrrang dari 40 k.Pengeringan
dihentiksux Ma mar air ikan mencapai kurmg Iebih 15 % (I&).
Data yang dieatat
meIiputi iradiasi surya, suhu ntang p a p r i n g , suhu finghngan, mrhu @at
ko1.&0r,
suhu ruang pemanas, suhu pipa pnukw kdur, kecepatan udara, volume bahan b&w
Penentuan W a r Air
Kadar air i kan ditentukm dengan metode oven berdasarkan AS=
3 '13 7
f 1 998), Stambd Tesd Methodfor Moisture in TI'lhe AvBalys[is Sample. Ikan yang wdah
dicacah sebanyak 10 gram dikeringkm dalarn oven pada suhu 105 'C smpai tidak
terjadi kehilangan b m t . Ddam pexlelitian ini lama pengovenan 19 jam. Kadsr air
basis kering untuic ~ i a walctu
p
dapat diptoleft menggunakan persamaan bmikut
Simulasi
Simulasi model pengmingm digunakan untuk mendup pewkhan suhu di
nxang- kolektor dm ruartg pengering. Simulasi model pindah p a s dart mas= ddam
sibtern pmgming dilakukan dmgan memecalkan persarnaan 5, 6 dm 7 secara
sirnultan dengan m e n g p d a n metode beda
Cfinide & g e r m ) Eufa.
Sirnulasi untuk rnexmdugsr penrbahan suhu udwa s q s n j a n g plat kolektor
menwnakan pmxtrnmn 8 dm 9. Simulasi dilakukan dengan menggunakm bahasa
Ketwangm:
1,2
3
4
5
6
7
8
: Suhu udmura ma& k e 1 w koI&ur
: Suhu pdert
: S u b dinding p e n h paas
: Sutru boh basah dan bola kering ruang m e r i n g
: Subu k e l w nmg
:Suhubolabasahdmbolak&ngudarstsekhr
:Irrtdiasisurya
9,10 : Subu u b mas& dm k e l w p u k w panas
11
: Subu tutup kuIektor t p o f i k h d )
WSIL DAN PEMBAflASAN
ambien (Ta) dm iradiasi surya (I).
-
I
.
pada
ltrnbieq hdiasi mya dm suhu hpad& bl&w ( J m di datam
Arismuaandar, 1995). Ndai kanstarxta
.col
diperoleb dsxi tit& potmg gab tunts
t a h d q wmbu y. Padot pgujian ini nil& ta naasing-mhg 0.70 dsm 0.71 yang
dmjutnys d @ m b pa& simulasi unhtk dugs mhu di ruang kolektw. Mlai
koehsien kebibgzw psrnas fuL)mempdm kemiringan (slope) c
k
ilcurvs garis lwms.
Nilai UI, pada pengujhn di atas mming-masing 14,32 dan 22,58 w/& 'c. N
18i ini
lebi hem jika dibandingkm nil& hasil p&tunpn
miniti nilai h kamitm.
sebesar 1,45
w / ~ Z'C
dengan
Suhu Muanm koW0~W s r u antam 35 - 40 kC,
Ndai ini lebih Ml j i b
dibrmdhgkan
k e h m kolektor &k u l ~tirp for*
dari MuhIbawr
f
(1~~yangbcrlrisrrrlatsra35-52.2%denganfuaskol&or2~10d.
P
-
.'
Xntdiari Surya, Suhu diin RH Ungkmgan
fretdiolsj swya yang
27
terjadi pads s a t pewbaan sagat W u b i ( W b a x
dan 18). Niiai Magi surya
rata-nta pad1 p e r d a m I sebesar 273,M
w/m2
dengan iradissi xt~&&rnurn988 w/m2. Sedangkan pada pacobgan XI nilai iradiasi
sum rata-mta sebesru 459,63 w / ~ Z dm iradiasi d s i m u m yang diGapai 1115
w / m 2Total hdksi yang diterirna @a percubam I sebesar 7,82 k ~ m 'selama
2%,67jam penyhmn. Pada percobaan FI tatost kadiasi yang &&a
8,42 kWNrnZ
mlama 18,50 jam pmyinwran (Ganrbsu: 17). Total imdiasi pada percabam 1l&ih k i l
dibandin&an dmgm permban IX meskipun lama penyinarmnya l
a bsar. EM ini
tejadi b r u t p& percabstan Z kondisi cuaca mendung, hujm dm brawan.
Earnbar 18. lradiasi sury8 yang diterima pada pwcobaan H (2 hrtri).
Crambar 20. Suhil dan RI-X 1inskungan rata-rata selarna prcobaan
Garnbrsr 2 1 . Xradiasi rattta-rata, maksimum dan lama pnyinaran.
Suhu Pdat, S U ~ dan
U RH Ruaag Pengering
Suhu pclat, suhu ruang dan Rf-E mmg pngering juga Muirtuasi
sebagairnana suhu dan W lingkungan. Kisaxan suhu pelat yang terjadi pada kdua
percobaan tersebut berturut-rum adalah 28 - 67 ' C dan 29 - 72 'C dmgm nilai rah- '
rata 43.33 "C dan 46.7"G
K i s m suh mang yang tajadi pa& kedust percubam bertunrt-turut ad&
adalah 25 - 39 % dan 29
- 49 'C
dmgan nilai mtw-rata 34.05
% dm 35.22 'c.
S e h g k a n kisr~rsnRN!addah 37 - 83 O/o d m 33 - 89 % ddegm r&a-mta 55.45 % dm
59.3 f %. Suhu rata-rata pada percubam XI lebih tinggi dari percobaan I scmai dengm
jurnlah radiasi ymg diterima. Man twi W nrangan percoban IX lebih tinmi
karma jurnlah ikan yang dikeringkan lebih banyak dari percubam I.
Garnbar 22. Suhu dm RE3 mang sets s&u plat rah-rats s l a m percobaan.
Secafa umum suhu pdat dan suhu fuang mengikuti kecendefzingan iradiasi.
Akan tetapi pada lpercubaan I antara pukul 12:00 sa~npaipuhf 23 :08suhu r u q a n
/ Hari kc I I '
!
Tr : suhu ruang pengerins ; Tp -- suhu peiar; I- iradiasi surya
Garnbar 2 3 . Plot sebararl suhu pengering darl pelat koiektor pada percobaan 1
Tabel 3. Kondisi suhu mang selama pmgeringan.
Energi Tambitban
Untuk memperwpat waktu pengmingan maka pada kdua percobaan
diberikan energi mu panas tambahan tenitma pada mat awal pengeringan dan
a t
cuaca mendung dimana iradiasi surya kecil. Panas tambahan diperateh darj
pembakmran biornassa rnenggunakrur tungku mudel drum (Johannes 1984). Ada
perbedaan cara prnberian energi panas tambahan, pada percoban 2 panas tambahan
diberikan diawal pengeringan untuk rnenccgah pernbusukan ikan. Sehingga apabi la
dilihnt w&tu pengeringannya, percobzitan 2 lebih sia&at dibanding percobam 1
meskipun jurntah ikan yang dikeringkan lebih banyak karma laju pengeringan pada
awaI pengeringan labih ksar. Pada penelitian ini digunakan empat buah tungku yang
di Ictdckan daiarn ruang pembakaran dengan masing-masing tungku krisi 7 kg
wrbuk gergaji. Pengpnaan tun&
ini rnwrnpu rneningkatkan suhu m a g peqering
sekihx 8 'C pa& suhu Xinghngan 27
masing-rnaeing &anyak
- 28 'c. lumlah biomassa yang digunakan
108 kg dm 84 kg untuk percobam
X dan
11 dengan lama
waktu pengunaan tunsku 27 jam dan 21 jam (Tabel 4 dan 5). Laju penggwnaan serbuk
eergaji selrtma p o b a a n ditentukan dalam kdj
1 am.
C
Tabel 4. Penggunnan sehuk gergaji.
rp
1
Jumtah (kg)
Laju (kg/jamj
1
Tabel 5. Kontribusi w&tu penggunaan tungku.
------
-,
-,
-
Penggunaan tungku tjam)
1
21
27
1
Konsumsi Energi untuk Pengeringan
Surnber energi yang dikansumsi oleh alat pngering berasal Gari surya
(iradiasi), tungku biomass (serbuk gergaji) dan listrik (kipas). B m y a konsurnsi
energi tersebut tersaji pada Tabei 6, dari tabel tersebut terlihat bahwa energi listcik
untuk kipas pada percaban IX lebih kecit dibandingkan dengan percoban I
dikar-enakanw d t u pmggunaan yang febi h kecil
Tabel 6 . Kornposisi konsurnsi enersi untuk pengeringan ikan,
Sumber energi
Serbuk gergajji
kmwirt
-'--trn~?~?,46+?~[09
- , - c i v i
11553,581
88,86
,
1
Konsurnsi energi 91,09 % pada percobam 1 dm 88,86 % pada percobaan 2
berasai dari biomass (serbuk gergaji) yang dirnanfnatkan hngsung untuk pemmasan
udara, pemanasan ikan dm penguapan air.
Pada kedua prcubmn kontribusi energi surya sekitx 7 - 9 % jika
dibandingkan dengan biomassa, angka ini dayat ditingkatkan dengan meiakukan
pengeringan hanya pada saat rtda matahari (tidak hujan atau mendung) dan tanpa
pemanas tambahan. Kansekuensiny a waktu pengeringan akan meningkat .
fiasil. Simurasi
Mndel yang telah disusun berdasarkan pindah panas dan keseimbangan energi
diuj i deny an data permbaan pengeringan. Daiam pembabasan in; digunakan data
pengericgan pada prccbaan i Keluaran dari mode: adalah perubahan suhu di ruang
liolektor dan ruang pengeting. Seianjutnya untuk melihat seberapa jauh pehedaan
antara hasi I perhitungan der~ganpercobaan diuji dengan metode t sii~clertr:s
Simulasi Suhu Udara di Ruwng Kafektor dan Peagering
Hasil simuiasi suhu udara di ruang kolektor dan pngering tersaji padn
Gambar 24 dm 2 5 . Dart plat antara hasil pengukuran dan perhitungan terlihat bafrwsl
model telah dapat rnengikuti kecendemnsan data pengukuran.
Seianjutnya hasil ini diuji dengan ~netade t . ~ i ~ ~ d'S.e iCantah
~f
untuk
memperoleh nilai t adalah sebagai berikut
,
Untuk suhu udxa di ruang pengering :
(x,)
-
Jurnlah data (n)
-
1 .O6, simpan@
baku sarnpel (s)
91, niiai rata-rata selisih antara made£ dan pengukuran
-
2.41 dan jumfah kuadrat rataan sarnpef
(C x2) = I 3 08.82 maka bedasarkan prsamaan (2 1) dan (22) nilai t
derajnt
bebas (n-1)
-
90,Diasumsikan niiai ratam populasi ( X a )
-
= 0
4.55 derigan
(Moroney,
1951) karena sernua populasi diarnbjl sebagai sarnpel, NiIai t ini selanjutnya di
piotkan pada grafik t sfzrdet~r's (Gambar X 0).Dengan cara yang sarna, suhu udara di
Dari h a i l pro1 tersebut secara statistik dapat dikatakan bahwa tidak terdapae
cukup bukti untuk meny atakan adanya perbedan artara model dan hasil penyukuran
pada cingkat signifikan 0.I %
,,,-..-,.%.,A,-.
",
"
-hitung
0
-
--
- - -
ukur
Crambar 24. Suhu ruang kolektor hasil perhittlngan dan pengu kuran.
--,,,,,
-.-.
hitung
0
%
ukur
Gambar 25. Suhu mang p e n p i n g hasif perhitungan dan penpkuran.
Siruuf asi Peru bahitn Suhu U d ~ r aSesuai Panjang Kolektor
Simulasi urttuk rnenduga pembahn suhu udara sepanjang ko1ektor
rnenggunakan persarnaan (8) dan (9)yang diselesaikan secara sirnuttan. Data yang
diperlukan adalah iradiasi surya dan suhu lingkungan.
Sirnulasi rnenggunakan data percobam I pada ~enyukuranantara pk. 09.03-
pk.I 5.00 WIH tanpa pemnas tarnbahan dengan kecepatan trdara di ruang kolektor
7 mldetik. Pemili han waktu pengambitan data ini dirnaksudkan untuk rneiihat
pengaruh iradiasi terhadap perubahstn suhu udara di wang kolektar. Hasil simuksi
rnenunjukkan bahwa beda suhu udara setelah meiewati kolektor antara hasil.
perhitungan dan pengkuran berkisar antara 0.21 'c: 2.82 'C pa& pnnjaxlg kolebor
7 rn (Garnbar 26 ).
Sefanjutnya model rnatematik ini diyunakan unluk tnef i hat perkembangan
suhu udara setelah melewati kolektor. Pernilihan radiasi yang djgunakan daiam
sirnulasi ini dirnaksudkan pula untuk mengetahui seberapa besar peningkatan subu
udara yang dicapsai setelah mejewati kalektur. Pada Earnbar 27 terlihat bahwa suhu
udara meningkat seiring dengan benabahnya ganjang kolektor.
Earnbar 26. Suhu udara setelah melewati kolektcr
. - . .-,-, ...-..
A
-1
j__l
L
-
. -,
...
A
..
- - -. .-
.......... .- ........
. . .
,
.,
, , ,
A
--
, , ..,
jam 9 ----jam10 . . . . . . . j a m 1 1
jam 12
Radiasi
.................
-
.
Wahiu
Gambar 27. Peningkaian suhu udara di kotektor
,
Peningkatm arhu udara dari 1 m sampai dengan 7 rn bepeda unttrk tiap
kondisi bergmtung pada besmya iradiasi yang diterima. Pada iradiasi 239 w/mZ
suhr udara mengalami peningkatan sebesar 2.09' 'C dari 29.01
% menjadi 32
Sedangkan pa& iradiasi 501 w/m2 suhu udrtra- mengalami perrin&atan
"c.
seb-
3.65 'C dari 35.54 'C rnenjadi 39.19 OC. Pada 689 W/K? $uhu