pengeringan, karena waktu pengeringan terlama dari produk yang terletak di nampan tertentu menjadi penentu lama pengeringan secara keseluruhan yang
dibutuhkan, yang selanjutnya menentukan total kapasitas pengeringan. Dyah 1997 melaporkan bahwa perbedaan suhu terjadi pada ruang pengering berada
sekitar 6
o
C antara bagian atas dan bagian bawah plat hitam yang dipasang horisontal di atas bak pengering pada ruang pengering transparan tipe bak.
Mursalim 1995 mendapatkan perbedaan suhu sekitar 10
o
C antara rak bagian tengah dan bawah pada pengeringan panili.
Pemecahan masalah tersebut akan diupayakan dalam penelitian ini dengan menganalisis sifat dan pola aliran udara serta distribusi suhu dan RH udara
pengering di dalam bangunan pengering ERK melalui suatu model simulasi. Distribusi dan pola aliran udara diduga ditentukan oleh geometri ruang pengering,
lokasi penempatan inlet dan outlet, penempatan dan kapasitas daya kipas, susunan rak yang berisi produk serta besar dan lokasi sumber panas di dalam bangunan
pengering. Dengan mensimulasikan distribusi dan pola aliran udara ini, akan dapat ditentukan disain bangunan beserta penempatan parameter-parameter
penentu di atas secara lebih tepat sehingga tujuan keseragaman mutu produk terpenuhi.
1.3. TUJUAN MANFAAT
Secara umum tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan pengering ERK dengan disain optimal baik dari segi teknis maupun secara ekonomis. Untuk
mencapai tujuan tersebut, penelitian dibagi dalam beberapa tujuan khusus, yaitu: 1. Mengoptimalkan biaya konstruksi pengering efek rumah kaca tipe rak
untuk cengkeh. 2. Menguji prototipe pengering ERK yang optimal untuk mendapatkan
metoda pengeringan yang tepat serta melakukan analisis biaya untuk usaha pengeringan cengkeh mengunakan pengering ERK.
3. Melakukan simulasi model distribusi aliran udara, suhu dan RH udara pengering di dalam ruang pengering guna mendapatkan posisi inlet dan
outlet, posisi dan kapasitas daya kipas dan sumber panas yang tepat sehingga didapatkan disain pengering yang optimal.
Output penelitian ini ada tiga bagian yaitu; pertama adalah rancangan dan disain pengering ERK yang optimal dapat dimanfaatkan secara langsung oleh
industri dan petani; kedua, berupa model optimasi pengering bangunan transparan dan ketiga adalah hasil disain dari simulasi dinamika fluida dalam pengering ERK
yang dapat dijadikan sebagai kajian bagi para peneliti yang akan mendalami masalah distribusi aliran dalam pengering ERK, baik untuk pengeringan maupun
pemanfaatan lainnya.
1.4. KEASLIAN PENELITIAN
Penelitian mengenai simulasi pengeringan maupun penentuan model aliran udara, suhu dan RH telah banyak dilakukan, namun penelitian mengenai simulasi
aliran udara, suhu dan RH di dalam rumah pengering dengan bangunan transparan pengering ERK belum pernah dilakukan. Keaslian penelitian ini terletak pada
pembuatan model optimasi dan hasil disain dari simulasi distribusi aliran udara dan suhu pada pengering Efek Rumah Kaca.
1.5. PENDEKATAN MASALAH
Penelitian secara garis besar dibagi dalam tiga tahap. Tahap pertama adalah melakukan perhitungan optimisasi biaya konstruksi pengering ERK tipe rak,
menggunakan metoda Pengganda Lagrange. Pada optimisasi ini yang dilakukan adalah minimisasi biaya konstruksi yang terdiri dari biaya rangka dan dinding
bangunan serta rak pengering , biaya plat absorber, kipas, penukar panas dan tungku. Biaya-biaya tersebut merupakan fungsi dari performansi pengeringan
cengkeh yang dinyatakan dalam fungsi kendala. Dalam optimisasi ini terdapat dua fungsi kendala, yang pertama dinyatakan dalam suhu dan kedua dinyatakan
dalam kecepatan udara pengering di atas tumpukan produk yang memenuhi syarat untuk pengeringan cengkeh. Perhitungan optimisasi menghasilkan data informasi
biaya konstruksi pengering ERK tipe rak untuk cengkeh yang optimum dan data performansi pengeringan cengkeh berdasarkan disain optimum tersebut.
Selanjutnya berdasarkan disain pengering ERK optimum akan dilakukan simulasi distribusi aliran udara di dalam ruang pengering tersebut yang merupakan tahap
kedua dari penelitian ini. Pada tahap kedua, dilakukan uji coba pengeringan cengkeh menggunakan
disain yang telah dihitung dari hasil optimisasi. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali pada kondisi dan cuaca yang berbeda. Pada pengujian pertama cengkeh
dikeringkan dengan ketebalan dua lapis produk 1.5 cm, dan dilakukan pada awal musim kemarau. Pengujian kedua pengeringan dilakukan dengan ketebalan
empat lapis cengkeh 3 cm pada pertengahan musim kemarau. Pengujian ketiga pengeringan dilakukan dengan ketebalan empat lapis cengkeh 3 cm pada awal
musim hujan. Hasil pengujian ini digunakan sebagai validasi dari perhitungan optimisasi yang telah dilakukan pada tahap pertama. Berdasarkan hasil pengujian
dapat pula ditentukan metoda operasi pengeringan cengkeh untuk mendapatkan performansi terbaik yang dapat menjadi acuan bagi pengguna dalam melakukan
usaha pengeringan cengkeh. Pada tahap ini dilakukan uji mutu cengkeh kering dan analisis ekonomi usaha pengeringan cengkeh menggunakan disain pengering
ERK yang optimum. Tahap ketiga penelitian ini adalah melakukan simulasi distribusi aliran udara
di dalam pengering berdasarkan disain pengering optimum hasil dari penelitian tahap pertama. Pada penelitian ini posisi inlet, outlet, penukar panas, plat
absorber, dan rak, serta kipas merupakan parameter yang dianggap menentukan arah aliran serta distribusi udara panas di dalam ruang pengering. Untuk itu
posisi parameter penentu ini menjadi fokus yang akan diubah-ubah hingga mendapatkan disain yang paling baik, dimana produk di dalam rak mendapatkan
udara panas optimal, dengan penggunaan energi dan kehilangan energi sekecil mungkin. Simulasi menggunakan metoda CFD Computational Fluid Dynamics
dengan bantuan software FLUENT versi 6.1. digunakan untuk mencapai tujuan tersebut. Tahap awal dari analisis ini adalah melakukan validasi simulasi
menggunakan model pengering ERK pada skala laboratorium. Bardasarkan validasi ini, kemudian ini dilakukan simulasi untuk disain optimal dari
perhitungan optimisasi pada tahap pertama. Dengan simulasi ini, posisi parameter penentu dapat diubah pada berbagai disain sesuai dengan keinginan tanpa
mengeluarkan biaya untuk konstruksi. Kriteria disain terbaik dinyatakan oleh keseragaman udara panas yang diterima produk di setiap tingkatan rak. Melalui
uji tingkat keragaman yang dinyatakan dalam standar deviasi dari suhu, kecepatan udara dan kelembaban udara pengering pada setiap tingkat rak, maka dapat
ditentuan bahwa disain terbaik adalah disain yang memiliki nilai standar deviasi suhu, kecepatan dan RH terkecil.
Berdasarkan hasil yang diperoleh pada ketiga tahap di atas, selanjutnya dilakukan analisis ekonomi untuk mengetahui sejauh mana kelayakan usaha
pengeringan cengkeh menggunakan pengering ERK. Analisis ekonomi dapat dimanfaatkan secara langsung oleh petani atau pengusaha cengkeh dan untuk
pedagang pengumpul atau exportir cengkeh. Data masukan dalam analisis ekonomi merupakan data sekunder yang didasarkan pada kondisi harga-harga
bahan penyusun pengering ERK di lapang pada tahun 2004. Penggunaan hasil perhitungan analisis ekonomi untuk tahun-tahun yang akan datang dapat
dilakukan dengan mengubah data masukan sesuai dengan nilai yang berlaku pada tahun tersebut dengan menggunakan pemodelan analisis ekonomi yang sama.
1.6. DAFTAR PUSTAKA
