16 Q
L
= U
L
A
C
T
C
– T
a
2.22 U
L
= keseluruhan koefisien perpindahan panas dari absorber Wm
-2
K
-1
. Tc = Suhu kolektor penyerap K.
T
a
= suhu udara ambient K. Dari Pers. 2.21 dan 2.22 energi yang berguna yang diperoleh oleh kolektor
adalah dinyatakan sebagai: Q
U
= ατ I
T
A
C
- U
L
A
C
T
C
– T
a
2.23 Di mana
Absorbsi = α Oleh karena itu, energi per satuan luas q
u
dari kolektor adalah: q
u =
ατ I
T
- U
L
T
C
– T
a
2.24 Jika udara panas meninggalkan kolektor berada pada suhu kolektor, yang
panas yang diperoleh oleh Q
g
udara: Q
g
= m’ Cp T
C
– T
a
2.25 Dimana :
m’ = Massa udara meninggalkan pengering per satuan waktu kg s
- 1
Cp = kapasitas khusus panas udara kJ kg
- 1
K
- 1
[36].
2.7 KONSUMSI ENERGI SPESIFIK KES
Konsumsi energi spesifik KES didefinisikan sebagai perbandingan antara total input energi pada sistem pengering kW dengan air yang diuapkan dari
dalam bahan kgjam, dan ditentukan penggunakan persamaan berikut [37] :
Qu merupakan total kebutuhan energi baik termal maupun mekanis yang digunakan dalam proses pengeringan, sedangkan mv merupakan jumlah air yang
diuapkan yang dihitung berdasarkan kadar air awal dan akhir serta massa produk yang dikeringkan.
Besarnya energi yang diterima selama siang hari ditentukan dengan cara menghitung energi surya yang masuk dikurangi besarnya kehilangan panas
kolektor surya. 2.26
Universitas Sumatera Utara
17 Kehilangan panas keseluruhan dihitung berdasarkan besarnya total
kehilangan panas konveksi melalui udara lingkungan terhadap permukaan kayu, kehilangan panas konveksi melalui udara didalam kolektor terhadap permukaan
plat, kehilangan panas pada sisi alas dan sisi atas dan kehilangan panas radiasi. Kehilangan panas pada sisi dinding-dinding dan sisi bawahalas masing-
masing dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut [4]: Q = K . L MN − MO
Q
P
= K
P
. L MN − MO 1
K = 1
L
RS
. ℎ
T
+ VW
RS
L
RS
.
RS..
+ VW
XY
L
XY.
.
XY
+ VW
3Z
L
3Z
.
3Z
+ VW
[
L
[
.
[
+ 1
L
[
. ℎ .
\
]
=
_`
.a
b
+
0P
_` _`
.R
_`..
+
0P
cd cd.
.R
cd
+
0P
ef ef
.R
ef
+
0P
g g
.R
g
+
g
.a
]
.
Kehilangan panas pada sisi atas dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
Q = K. L MN − MO 2.31
Ua= h
i
j kg
kglkm nod
?
+
aZ
p +
qD[ DrD[
,
D
,
s r
ε
g
. It iaZs
l+ ,nodl+ou.+vvv
ε
g
ε
_w
i
2.32 Kehilangan panas radiasi dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
3
=
.q . D
gx
D
_w x
y
+ zg
+ z_w
{ y
+ z_w
+ z_w
{
2.33 Q
loss
=2 x Q
dd
+ Q
a
+ Q
b
+ Q
rad
2.34 Jumlah energi surya yang diterima selama siang hari melalui kolektor surya
dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:
X3S
= |
′
. }. L. τ. α −
T~XX
2.35 2.27
2.28 2.29
2.30
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Negara Indonesia merupakan negara agraris dimana penduduknya sebagian besar mempunyai mata pencarian di bidang pertanian. Namun seringkali kualitas
produk pertanian di Indonesia masih sangat rendah.
Salah satu upaya untuk meningkatkan kualitas produksi pertanian adalah dengan cara mengurangi kadar air yaitu
dengan pengeringan [1-3]. Indonesia sebagai negara yang terletak di daerah khatulistiwa yaitu
pada 6
o
LU –11
o
LS dan 95
o
BT – 141
o
BT memiliki sumber energi matahari yang cukup besar. Potensi energi surya rata-rata nasional adalah 16 MJhari [4]. Sehingga
potensi energi matahari ini dapat dimanfaatkan untuk pengeringan komoditi pertanian.
Pada produk pertanian yang berbentuk butiran seperti kacang, kopi, padi, dan lainnya proses pengeringan memegang peranan penting dalam pengawetannya.
Proses pengeringan butiran bertujuan untuk mengurangi kandungan airnya sampai batas-batas tertentu, agar tidak terjadi kerusakan akibat aktivitas metabolisme oleh
mikroorganisme [5]. Pengeringan biji kakao dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengering atau dengan cara konvensional. Namun, cara konvensional memiliki
banyak kekurangan karena menghasilkan produk dengan kualitas rendah, rawan terkontaminasi dengan zat pengotor, memerlukan waktu pengeringan yang lama,
bergantung pada keadaan cuaca, serta membutuhkan lahan yang luas [6]. Masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan alat pengering. Alat pengering harus memiliki
kemampuan untuk mengeringkan produk secara aman dan dengan kualitas yang baik [7]. Pengeringan biji kakao dilakukan untuk mengurangi kadar air hingga mencapai
moisture content 6 – 8 basis basah [8]. Adapun penelitian terdahulu tentang pengering surya dapat dilihat pda tabel 1.1
berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
