listrik. Diharapkan dengan bantuan kolektor surya dapat diperoleh temperatur pengering diatas 40
C dengan asumsi waktu penggunaan 7 jam perhari.
2.5.2 Energi yang dibutuhkan untuk pengeringan
1. Energi yang dihasilkan Kolektor
Besarnya energi yang dihasilkan oleh kolektor dari radiasi surya adalah dengan menggunakan persamaan :
Q = A
kol
x I ……………………………2.1 Dimana :
Q = Daya yang di hasilkan dari radiasi matahari oleh kolektor W A
kol
= Luas kolektor m
2
I = Intesitas matahari Wm
2
Energi berguna dari kolektor adalah perbedaan antara energi radiasi yang diserap absorber terhadap kerugian termalnya.
Q = ΔT = A
kol
. [ I – U
tot
T
p
– T ]
Q = A
kol
. [ I – U
tot
T
p
– T ] ...........................................2.2
Dimana, Q = Energi berguna dari kolektor W
A
kol
= Luas plat absorber m
2
I = Intensitas matahari Wm
2
U
tot
= Total energi yang hilang karena terjadi fluks Wm
2 0
C T
p
= Temperatur rata- rata plat absorber C
T = Temperatur rata- rata sekitar
C
Untuk mencari energi berguna kolektor dengan memakai persamaan 2.2 terlebih dahulu kita mencari U
tot
. U
tot
= U
b
+ U
ats
+ U
smp
………………………………………………….2.3
Dimana , U
b
= Energi yang hilang ke arah bawah Wm
2 0
C U
ats
= Energi yang hilang ke arah arah atas Wm
2 0
C U
smp
= Energi yang hilang ke arah arah samping Wm
2 0
C U
b
= …………………….............……………………….2.4
Dimana, k = Konduktifitas dari kolektor Wm
C L = Tebal isolator yang digunakan m
U
ats
=
…………………………….……………………………………………………2.5
Dimana, N = Jumlah penutup kaca
β = Sudut kemiringan kolektor C = 5201 -
0,000051β
2
untuk 0° ≤ ≤ 70°
e = 0,43 1 - = Temperatur plat absorber
C = Konstanta Stefan-Boltzmann = 5,669 x 1
Wm. C
4
= Temperatur sekitar C
f = 1 + 0,089 - 0,1166
.
1
+ 0,07866N = Emisivitas plat
= Emisivitas kaca = Koefisien perpindahan kalor konveksi.
U
smp
= 2 . [ ] ............................................................................2.6 Faktor pemindahan panas kolektor
, menyatakan rasio antara energi yang
berguna aktual dari kolektor terhadap energi berguna maksimum yang dapat diperoleh kolektor. Untuk suhu udara masuk diambil 30,2
C, diambil dari rata-rata udara masuk selama penelitian.
= ………..………………………………..2.7
Dimana, = Laju aliran masa kgs.
Cp = 1,0059kjkg. C
= Temperatur masuk udara C
= Temperatur udara keluar kolektor C
Untuk menghitung efisiensi kolektor dipakai persamaan : ηk =
x 100 ……………………………………………………………2.8 2.
Energi untuk pengeringan jagung
Kebutuhan energi total untuk pengeringan jagung adalah jumlah dari kebutuhan energi untuk memanaskan jagung, energi untuk memanaskan air yang dikandung jagung
dan energi untuk menguapkan air jagung. Massa jagung yang dipergunakan dalam penelitian adalah 25kg dan setelah mengalami pengeringan menjadi 18,75 kg. Kadar air
awal jagung dalam penelitian adalah 37, kadar air yang dikandung jagung setelah mengalami pengeringan adalah 9-15 dianggap kering. Panas spesifik jagung adalah
3,98 kjkg C.
= +
+ ……………………………………………….2.9
Dimana,
=
Energi total untuk pengeringan jagung kj = Energi yang dipakai untuk memanaskan daun kj
= Energi yang dipakai untuk memanaskan air yang dikandung jagung kj = Energi yang dipakai untuk penguapan kj
= -
………………………………..……2.10 Dimana,
M
j
= Massa jagung kering kg
C
pj
= Panas spesifik jagung kjkg C.
T
i
= Suhu jagung akhir C
= diasumsikan sama dengan temperature udara keluar kolektor 42 C
T = Suhu jagung awal
C = Diasumsikan sama dengan temperatur masuk 30,2
C. Maka,
E
md
= 0,15 x 16,75 kg x 3,98 kjkg C 42 - 30,2
C = 117,9 kj
E
air
= M
air
C
p.air
T
i
– T
o
……………………....………………….2.11 Dimana,
E
air
= Energi yang digunakan untuk memanaskan air kj M
air
= Massa air yan dikandung jagung kg C
p.air
= Panas spesifik jagung kjkg C.
T
i
= Temperatur akhir air dalam jagung 42 C
T
o
= Temperatur awal air dalam jagung 30,2 C
Maka, E
air
= 0,37 x 25 kg x 1,0059 kjkg C. 42
– 30,2 C
=109,8 kj
E
pt
= M
air
x h
fg
………………………………………………..2.12 Dimana, h
fg
= Enthalpy penguapan 2419 kjkg Sumber : K.A.Kobe and R.E.Lynn.1993
Dan selanjutnya harus diketahui berapa massa uap air yang akan dikeluarkan dari 25 kg jagung, yaitu dengan memakai persamaan :
M
air
=
1 1
1 X
X X
− −
x M b ...............................................2.13 Dimana ,
Xo = Kadar air jagung awal Xi = Kadar air jagung akhir
Mb = Massa jagung basah kg Maka,
M
air
= 25 kg
= 6,25 kg. Maka ,
E
pt
= 6,47 kg x 2419 kjkg = 15481,6 kj
Maka kita dapat mengetahui harga E
tot
yaitu ; E
tot
= 117,9 kj + 109,8 kj.+ 15481,6 kj = 15709,3kj.
Kaca
Solar Kolektor
Ud ara
lu ar
Drying chamber
α
Cerobong
isolator Solar collector
Glass cover
Gambar 2.3 Skema sistem pengering dengan energi surya
2.6 Aliran Fluida
