BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data hasil pengujian
Dari hasil pengujian mesin pengering pakan ternak dengan beban 1 kg pakan ternak maka didapat data sebagai berikut:
Tabel 4.1. Data hasil pengujian pengeringan 1 kg pakan ternak N
o Waktu
T
in
C T
out
C V
Volt I
A X
ml v ms
2
ρ kgm
3
Cp kJkgC
1 13.16
33,5 28
200 6
0,817 1,1738
1,0059 2
13.21 33.5
30 200
6 20
1,135 1,1671
1,0059 3
13.26 33,5
29 200
6 30
1,187 1,1702
1,0059 4
13.31 34
29,5 200
6 35
1,245 1,1684
1,0059 5
13.36 33.5 28,5
200 6
40 1,136
1,1720 1,0059
6 13.41
34.5 29
200 6
45 1,103
1,1702 1,0059
7 13.46
33.5 30
200 6
50 1,05
1,1671 1,0059
8 13.51
33.5 28,5 200
6 55
0.908 1,1720
1,0059
Dari tabel pengujian diperoleh suhu udara masuk evaporator Tin, maka
massa jenis udara ρ dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Tout = 28 + 273 = 301 K lihat tabel sifat udara pada tekanan atmosfer
=
0,02
=
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
0,00358 = 1,1774 – x
x = 1,1774 – 0,00358
x = 1, 1738
maka massa jenis udara
ρ
udara pada temperature 28 C adalah 1,1738
Selanjutnya perhitungan dalam bentuk tabel lihat tabel 4.1
Dari tabel pengujian diperoleh suhu udara masuk evaporator Tin, maka
panas jenis udara Cp dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Cp =
= =
30,37 + 273 = 303,5 K lihat tabel sifat udara pada tekanan atmosfer
=
0,0075
=
0,00025 = 1,0057 – x
x = 1,0057 + 0,00025
x = 1, 0059
maka panas jenis
Cp
udara pada temperature 30,75 C adalah 1,0059
4.2 Laju Pengeringan
Laju pengeringan drying rate adalah banyaknya air yang diuapkan tiap satuan waktu atau penurunan kadar air bahan dalam satuan waktu
Laju pengeringan dapat di hitung dengan rumus :
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
4.3 Nilai Laju Ekstraksi Air Spesifikc Spesific Moisture Extraction Rate
Nilai laju ekstraksi air spesifik atau specific moisture extraction rate SMER merupakan perbandingan jumlah air yang dapat diuapkan dari bahan
dengan energi listrik yang digunakan tiap jam atau energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan 1 kg air . Dinyatakan dalam kgkWh.
Untuk menghitung nilai laju ekstraksi air spesifik SMER 5 menit pertama pengeringan diperoleh dengan rumus :
Untuk 5 menit pertama :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,135 ms x 0,01 m
2
x 1,1671 kgm
3
= 0,0132 kgs Wc
= V x I = 200 Volt x 6 A
= 1200 watt = 1,2 kW Maka,
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
.
=
2 ,
1 30
5 ,
33 0059
, 1
0132 ,
02 ,
+ −
× = 0,016 kgkWh
Untuk 5 menit kedua :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,187 ms x 0,01 m
2
x 1,1702 kgm
3
= 0,0202 kgs
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Wc = V x I
= 200 Volt x 6 A = 1200 Watt = 1,2 kW
Maka, SMER
= Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 29
5 ,
33 0059
, 1
0202 ,
03 ,
+ −
× = 0,0232 kgkWh
Untuk 5 menit ketiga :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,1245 ms x 0,01 m
2
x 1,1684 kgm
3
= 0,0145 kgs Wc
= V x I = 200 Volt x 6 A
= 1200 Watt = 1,2 kW Maka,
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 5
. 29
34 0059
, 1
0145 ,
035 ,
+ −
× = 0,0273 kgkWh
Untuk 5 menit ke empat :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,1362 ms x 0,01 m
2
x 1,1720 kgm
3
= 0,0133 kgs Wc
= V x I
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
= 200 Volt x 6 A = 1200 Watt = 1,2 kW
Maka, SMER
= Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 5
, 28
5 ,
33 0059
, 1
0133 ,
04 ,
+ −
× = 0,0315 kgkWh
Untuk 5 menit ke lima :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,03 ms x 0,01 m
2
x 1,1702 kgm
3
= 0,0120 kgs Wc
= V x I = 200 Volt x 6 A
= 1200 Watt = 1,2 kW Maka,
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 90
5 ,
34 0059
, 1
0120 ,
45 ,
+ −
× = 0,0355 kgkWh
Untuk 5 menit ke enam :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 1,05 ms x 0,01 m
2
x 1,1671 kgm
3
= 0,0122 kgs Wc
= V x I = 200 Volt x 6 A
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
= 1200 Watt = 1,2 kW Maka,
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 30
5 ,
33 0059
, 1
0122 ,
05 ,
+ −
× = 0,0402 kgkWh
Untuk 5 menit ke tujuh :
SMER = Wc
T T
x Cp
x m
X
out in
udara
+ −
m
udara
= v.A. ρ
= 0,908 ms x 0,01 m
2
x 1,1720 kgm
3
= 0,0106 kgs Wc
= V x I = 200 Volt x 6 A
= 1200 Watt = 1,2 kW Maka,
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
. =
2 ,
1 5
, 28
5 ,
33 0059
, 1
0106 ,
055 ,
+ −
× = 0,043 kgkWh
4.3.1 Ketakpastian Pengukuran
Suatu metode yang seksama untuk menaksir ketakpastian dalam hasil-hasil eksperimen telah dikemukakan oleh Kline dan McClintock. Metode ini didasarkan
atas spesifikasi yang teliti ketakpastian dalam berbagai pengukuran primer eksperimen J.P.Holman, 48
SMER =
Wc T
T x
Cp x
m X
out in
udara
+ −
=
2 ,
1 30
5 ,
33 0059
, 1
0132 ,
02 ,
+ −
× = 0,016 kgkWh
Ketakpastian pengukuran dapat dihitung dengan persamaan:
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
=
= =
=
0,802
=
=
= =
24,92
=
= =
0,0158
=
=
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
=
0.0013
=
= =
0,3
Wx
= 0,02 0,005 = 1 x 10
-4
Wudara
= 0,0132 0.05 = 6,6 x 10
-4
Wc
p
= 1,0059 0,3 = 0,301
W = 3,5 0.3 = 1,05
Ww
c
= 1,2 0,01 = 0,012 Maka ketakpastian pengukurannya adalah :
W
SMER
= [0,802
2
x 1 x10
-4 2
+ 24,92
2
x 6,6 x10
-4 2
+ 0,0158
2
x 0,301
2
+ 0,0013
2
x 1,05
2
+ 0,3
2
x 0,012
2
]
12
W
SMER
= 0.000740 atau 2,16
4.4 Konsumsi Energi Spesifik Specific Energy Consumption
Energi yang dikonsumsi spesifik atau specific energy consumption SEC adalah perbandingan energi yang dikonsumsi dengan kandungan air yang hilang
dinyatakan dalam kWhkg Untuk menghitung konsumsi energy spesifik SEC kita menggunakan
rumus sebagai berikut : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
Pada bagian ini m
udara
, Cp, T
in
, T
out
, dan Wc adalah sama. Maka SEC dapat dihitung seebagai berikut :
Untuk 5 menit pertama :
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
SEC =
X Wc
T T
x Cp
x m
out in
udara
+ −
= 02
, 2
, 1
30 5
, 33
0059 ,
1 0132
, +
− ×
= 62,3 kWhkg
Untuk 5 menit kedua : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
= 03
, 2
, 1
29 5
, 33
0059 ,
1 0202
, +
− ×
= 43,03 kWhkg
Untuk 5 menit ke tiga : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
= 035
, 2
, 1
5 ,
29 34
0059 ,
1 0145
, +
− ×
= 36,534 kWhkg
Untuk 5 menit ke empat : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
= 04
, 2
, 1
5 .
28 5
, 33
0059 ,
1 0133
, +
− ×
= 31,67 kWhkg
Untuk 5 menit ke lima : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
= 02
, 2
, 1
29 5
, 34
0059 ,
1 0120
, +
− ×
= 28,133 kWhkg
Untuk 5 menit ke enam : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
= 05
, 2
, 1
30 5
, 33
0059 ,
1 0489
, +
− ×
=24,84 kWhkg
Untuk 5 menit ke tujuh : SEC
= X
Wc T
T x
Cp x
m
out in
udara
+ −
= 055
, 2
, 1
5 ,
28 5
, 33
0059 ,
1 0106
, +
− ×
= 22,787 kWhkg
4. 5 Biaya Pokok Produksi
Dalam menentukan biaya produksi diperoleh dengan menggunakan persamaan energi yang dikonsumsi spesifik atau specific energy consumption
SEC yang dinyatakan dalam kWhkg dikali dengan tarif dasar listrik. Untuk harga tarif dasar listrik dibebankan sebesar Rp 966 per kWh.
Unutk 5 menit pertama:
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 63,3 kWhkg x Rp 966,- = Rp 60.181,-
Unutk 5 menit ke dua :
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 40,03 kWhkg x Rp 966,- = Rp 41,570,-
Unutk 5 menit ke tiga :
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 36,534 kWhkg x Rp 966,- = Rp 35,292,-
Unutk 5 menit ke empat :
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 31,67 kWhkg x Rp 966,- = Rp 30.593,-
Unutk 5 menit ke lima :
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 28,133 kWhkg x Rp 966,- = Rp 27,176,-
Unutk 5 menit ke enam :
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 24,84 kWhkg x Rp 966,- = Rp 23,995,-
Unutk 5 menit ke tujuh :
Biaya Pokok Produksi = SEC x Tarif dasar listrik
= 22,787 kWhkg x Rp 966,- = Rp 20,012,-
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Hasil perhitungan pengujian pengeringan 1kg pakan ternak
No Waktu
T
in
C T
out
C V
Volt I
A X
ml v
ms
2
ρ kgm
3
Cp kJkgC
SMER kgkWh
SEC kWhkg
BP Rp
1 13.16
33,5 28
200 6
0,817 1,1738
1,0059 2
13.21 33.5
30 200
6 20
1,135 1,1671
1,0059 0,016
62,3 60,181
3 13.26
33,5 29
200 6
30 1,187
1,1702 1,0059
0,0232 43,03
41,570 4
13.31 34
29,5 200
6 35
1,245 1,1684
1,0059 0,0273
36,534 35,292
5 13.36
33.5 28,5
200 6
40 1,136
1,1720 1,0059
0,0315 31,67
30,593 6
13.41 34.5
29 200
6 45
1,103 1,1702
1,0059 0,0355
28,13 27,176
7 13.46
33.5 30
200 6
50 1,05
1,1671 1,0059
0,0402 24,84
23,995 8
13.51 33.5
28,5 200
6 55
0.908 1,1720
1,0059 0,043
22,787 20,012
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisa data dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan analisa data dapat disimpulkan bahwa nilai laju ekstraksi air spesifik Spesific Moisture Extraction Rate adalah 0.0106 kgkWh. SMER
untuk mesin pengering pakan ternak sistem pompa kalor berbanding lurus dengan dengan temperatur udara keluar evaporator, dan berbanding lurus
terhadap waktu. 2. Konsumsi energi spesifik Spesific Energi Consumption untuk mesin
pengering pakan ternak sistem pompa kalor dengan daya 1 PK adalah 22,787kWhkg. SEC berbanding terbalik dengan laju ekstraksi air spesifik
Spesific Moisture Extraction Rate dan berbanding lurus dengan biaya produksi. Semakin kecil konsumsi energi spesifik, maka biaya produksi
semakin kecil. 3. Biaya yang dibutuhkan untuk proses pengeringan pakan ternak dengan sistem
pompa kalor adalah Rp 20,012,- per kilogram. .
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis menyarankan beberapa hal berikut:
1. Perlu penambahan exchaus fan agar udara panas yang dihasilkan kondensor
mengalir ke tower pengeringan dengan sempurna 2.
Untuk penyempurnaan mesin ini, perlu penambahan solasi glass woll dan aluminium foil pada tower pengeringan agar loses panas yang hilang dapat
diminimalisir.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Kategori