BAB 4 PENGUJIAN ALAT PENGERING
4.1. Tempat dan Waktu
Pengujian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Mekanik, gedung Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pengujian ini dilaksanakan dengan menggunakan alat pengering yang telah selesai dirancang dan kemudian dibuat untuk dapat diaplikasikan sesuai fungsinya. Pengujian
ini dilaksanakan sejak alat pengering selesai dibuat sampai proses pengeringan bahan. Proses pengujian ini berlangsung selama 2 bulan, yaitu sejak bulan oktober 2009
sampai dengan desember 2009.
4.2. Peralatan yang Digunakan
a Alat Pengering
Alat pengering ini dibuat berdasarkan hasil rancangan terlebih dahulu. Alat pengering ini dibuat bertujuan untuk mengeringkan produk pertanian sebagai solusi
dari permasalahan cuaca di Indonesia yang tidak stabil. Kapasitas pengeringan dari alat ini tergantung pada produk pertanian yang akan dikeringkan.
Gambar 4.1. Alat pengering yang akan digunakan
Universitas Sumatera Utara
b Heater
Alat ini digunakan sebagai tempat pemanasan air yang akan dipanaskan di dalam alat pengering. Udara panas yang dihasilkan dari pemanasan heater ini yang
nantinya dimanfaatkan untuk mempercepat proses pemanasan.
Gambar 4.2. Heater
c Thermocouple Thermometer
Untuk melakukan pengukuran temperatur yang terjadi di dalam alat pengering digunakan instrumen pengukuran temperatur, yaitu Thermocouple
Thermometer Tipe KW 06-278 Krisbow seperti terlihat pada Gambar 4.3. Setting instrumen pengukuran temperatur ini dilakukan pada saat akan melakukan
pengukuran temperatur yang terjadi di dalam alat pengering selama proses pengeringan berlangsung.
Spesifikasi Thermocouple Thermometer Tipe KW 06-278 Krisbow sebagai berikut:
• Nama
: Digital thermometer, single input •
Input sensitivity : User selectable 0.1
o
C or 1
o
C •
Temperatur range : - 50.0
o
C ~ 1300
o
C - 58
o
F ~ 2000
o
F •
Accuracy range : ± 0.5 ± 1
o
C ± 0.5 ± 2
o
F •
Ukuran : 165 x 76 x 43 mm
• Berat
: 403 gram •
Sumber daya : dua buah baterai 1,5 V Alkaline
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3. Thermocouple Thermometer
d Thermo Anemometer
Untuk melakukan pengukuran terhadap kecepatan udara pengering diantara jagung yang terjadi di dalam alat pengering digunakan instrumen pengukuran
yaitu Thermo Anemometer seperti terlihat pada Gambar 4.4. Setting instrumen ini dilakukan pada saat proses pengeringan berlangsung.
Spesifikasi Thermo Anemometer sebagai berikut: •
Nama : Digital Hot Wire Thermo Anemometer
• Specifications range : 0.2 ms ~ 20.0 ms
0.7 kmh ~ 72.0 kmh 40 ftmin ~ 3940 ftmin
0.5 MPH ~ 44.7 MPH 0.4 knots ~ 31.1 knots
• Temperature range
: 32
o
F ~ 122
o
F 0
o
C ~ 50
o
C •
Accuracy range : 0.1 ms
0.1 kmh 1 ftmin
0.1 MPH 0.1 knots
0.1
o
F
o
C •
Ukuran : 175 x 86 x 47 mm
• Berat
: 510 gram
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4. Thermo Anemometer
e Relative Humidity Meter
Untuk melakukan pengukuran terhadap kelembaban relative udara pengering yang terjadi selama proses pengeringan digunakan instrumen pengukuran
yaitu Relative Humidity Meter seperti terlihat pada Gambar 4.5. Setting instrumen ini dilakukan pada saat proses pengeringan berlangsung.
Spesifikasi Relative Humidity Meter sebagai berikut: •
Nama : Relative Humidity Meter 2080R Digitron
• Air temperature
: -10
o
C ~ 100
o
C 14
o
F ~ 212
o
F •
Humidity range : 0 RH ~ 100 RH
• Thermocouple model : Type K
• Temperatur range
: - 200
o
C ~ 1350
o
C - 328
o
F ~ 2462
o
F
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5. Relative Humidity Meter
f Thermometer
Fungsi alat ini hampir sama dengan Thermocouple Thermometer yaitu untuk melakukan pengukuran temperatur yang terjadi di dalam alat pengering. Setting
instrumen pengukuran temperatur ini dilakukan pada saat akan melakukan pengukuran temperatur yang terjadi di dalam alat pengering selama proses
pengeringan berlangsung. Spesifikasi Thermometer KW 06-308 Krisbow sebagai berikut:
• Nama
: Thermometer •
Input sensitivity : User selectable 0.1
o
C or 1
o
C •
Temperatur range : - 40.0
o
C ~ 250
o
C - 40
o
F ~ 482
o
F •
Accuracy range : ± 2 ± 2
o
C ± 2 ± 2
o
F •
Sampling time : 2.0 seconds
• Sumber daya
: Baterai LR44 1.5V
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6. Thermometer
g Kompor Minyak Tanah
Pada pengujian ini, kompor digunakan sebagai alat untuk memanaskan atau memasak air yang terdapat di dalam alat pengering sehingga menghasilkan uap
air. Kompor yang digunakan memiliki sumbu sebanyak 16 sumbu dengan kapasitas bahan bakar 2 liter minyak tanah atau kerosin.
Gambar 4.7. Kompor Minyak Tanah
h Timbangan
Timbangan digunakan untuk mengukur berat produk yang akan dikeringkan. Alat ini digunakan pada saat produk sebelum dikeringkan dan sesudah
dikeringkan. Tujuannya adalah untuk mengetahui seberapa besar pengurangan berat produk setelah mengalami proses pengeringan dengan alat pengering. Kapasitas
pengukuran timbangan ini adalah 5 kg dengan graduation 20 gram.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.8. Timbangan
i Kayu Bakar
Kayu bakar ini digunakan sebagai bahan bakar untuk memanaskan air pada heater alat pengering. Kayu bakar digunakan sebagai bahan bakar alternatif karena
ketersediaan kerosin yang semakin terbatas.
Gambar 4.9. Kayu bakar 4.3.
Bahan
Dalam pengujian ini, bahan atau produk pertanian yang akan dikeringkan adalah jagung. Jagung ini didapat dari perkebunan jagung di daerah stabat kabupaten
langkat yang baru dipanen oleh para petani jagung. Jagung yang akan dikeringkan adalah seberat 9 kg.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10. Jagung yang akan dikeringkan 4.4.
Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian yang akan dilakukan terdiri dari 2 tahapan, yaitu pengujian langsung dan pengujian tak langsung. Pada unit pengujian langsung, seluruh variabel
yang diukur langsung pada saat pengujian, nilainya bisa langsung diketahui tanpa perhitungan lebih lanjut. Tahapan pengujian langsung terdiri dari distribusi suhu yang
terjadi pada alat pengering sewaktu proses pengeringan berlangsung
o
C, kebutuhan air Ljam, waktu pengeringan jam, berat bahan pada saat sebelum dan sesudah
pengeringan Kg dan kebutuhan bahan bakar Literjam. Alat bantu yang digunakan adalah Single Input Thermocouple Thermometer
o
C, Thermo Anemometer, Relative Humidity Meter, Thermometer dan timbangan Kg. Seluruh unit pengujian langsung
digunakan sebagai input data untuk mendapatkan nilai unit pengujian tak langsung. Pada unit pengujian tak langsung, seluruh variabel nilainya didapat dari
perhitungan dan digunakan bahan pengamatan atau analisis. Pada pengujian ini variabel yang dihitung terdiri dari kebutuhan energi kJkg dan kadar air jagung
setelah dikeringkan berdasarkan Standard Nasional Indonesia . Sebelum dilakukan pengujian, terlebih dahulu dicari berat jagung dengan
kadar air 0 . Tujuannya adalah untuk mengetahui berapa berat jagung dengan kadar air yang diinginkan sesuai Standar Nasional Indonesia. Setelah berat jagung dengan
kadar air yang diinginkan diketahui, maka pengujian dapat dilakukan. Untuk mencari berat jagung yang diinginkan adalah dengan cara sebagai berikut :
Asumsikan kadar air awal jagung = 40 . Berat jagung basah W
jb
= 3 kg Berat jagung kering dengan kadar air 0 =
[ ]
40 3
3 ×
− = 1.8 kg
Maka berat jagung dengan kadar air 17 adalah 2,168 kg.
Universitas Sumatera Utara
Jika pada saat pengujian berat jagung telah mencapai ≤ 2,168 kg, maka kadar
air jagung telah sesuai Standar Nasional Indonesia dan pengeringan dapat dihentikan. Data hasil pengujian ini akan dikembangkan atau dihitung untuk mendapatkan
berapa besar kebutuhan energi selama proses pengeringan berlangsung. Selain itu dari data tersebut akan diperoleh berapa kadar air jagung setelah dikeringkan sesuai
dengan Standar Nasional Indonesia. 1.
Prosedur pengujian langsung Prosedur untuk pengujian langsung terdiri dari:
a Bahan yang akan dikeringkan diukur terlebih dahulu berat awalnya dengan
menggunakan timbangan. b
Setelah diukur beratnya, bahan diletakkan secara merata di atas tray. c
Kemudian bahan dimasukkan ke dalam alat pengering, dan pintu ditutup rapat sehingga udara panas nantinya tidak ada yang keluar.
d Sebelum dilakukan pengeringan, diperiksa terlebih dahulu kompor dan
bahan bakar apakah sudah terisi penuh. e
Lalu kompor atau kayu bakar dinyalakan. f
Lakukan pengamatan selama proses pengeringan berlangsung, dan catat data yang dihasilkan berupa suhu yang terjadi di dalam alat.
g Setelah proses pengeringan selesai, bahan dikeluarkan dari alat untuk
diukur beratnya. h
Perhatikan berapa kebutuhan air dan kebutuhan bahan bakar selama proses pengeringan berlangsung.
2. Prosedur pengujian tak langsung
Prosedur untuk pengujian tak langsung terdiri dari: a.
Perhitungan kadar air jagung setelah dikeringkan Untuk menghitung kadar air jagung yang telah dikeringkan dapat diperoleh
melalui metode neraca kesetimbangan energi. Metode neraca kesetimbangan energi ini berhubungan dengan kapasitas pengeringan yang dilakukan. Selain kapasitas
pengeringan alat, variabel yang dibutuhkan dari neraca massa ini antara lain kadar air bahan sebelum pengeringan 35 - 40 Pusat Penelitian dan Pengembangan
Tanaman Pangan, 1988.
Universitas Sumatera Utara
b. Perhitungan kebutuhan energi selama proses pengeringan
Untuk menghitung kebutuhan energi selama proses pengeringan dapat diperoleh melalui metode neraca kesetimbangan energi. Pada prinsipnya energi total
Q
T
yang dibutuhkan pada proses pengeringan digunakan untuk: pemanasan bahan Q
t
, pemanasan kandungan air Q
w
dan energi untuk menguapkan air dalam bahan ditambah energi yang terbuang dari dinding dan ventilasi Q
lt
. Energi total Q
T
yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung satu siklus seperti yang diperlihatkan pada
gambar berikut.
Gambar 4.11. Neraca kesetimbangan energi 4.5.
Variabel yang Diamati
Adapun variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah: 1.
Temperatur atau suhu tiap ruang rak selama pengeringan berlangsung. 2.
Temperatur awal jagung ta. 3.
Waktu atau lama pengeringan sampai bahan benar – benar kering. 4.
Berat jagung setelah dikeringkan Wjk. 5.
Kadar air awal jagung wi. 6.
Kebutuhan bahan bakar tiap jam. 7.
Kebutuhan air tiap jam.
Universitas Sumatera Utara
4.6. Pelaksanaan Penelitian
Kategori