BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Rancang Bangun Alat Pengering
Berdasarkan spesifikasi sistem pengkondisian udara yang umum digunakan di setiap perumahan , yaitu 1 PK, maka dilakukan perancangan mesin
pengering. Setelah dirancang dilakukan pembuatan. Berikut beberapa foto mesin pengering yang telah dirancangbangun.
Gambar 4.1 Foto lemari pengering hasil rancang bangun
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Foto lemari pengering hasil rancang bangun lanjutan
4.2 Hasil pengujian dari berbagai bahan Pakaian
Hasil dari berbagai pengujian setiap bahan mempunyai sifat pengeringan yang berbeda-beda dan waktu yang beragam, oleh karena itu pengujian
menggunakan bahan pakaian yang berbeda-beda, supaya dapat mengetahui laju pengeringan dari setiap bahan.
4.2.1 Pakaian dengan Bahan Cotton 100
Pakaian dengan bahan cotton 100 Gambar 4.3 mempunyai berat awal basah adalah 448 gr. Berat ini diperoleh dengan mengukur bahan dengan
menggunakan Load Cell, dimana proses pengukuran dilakukan setelah terlebih dahulu bahan yang basah diperlakukan pengeringan awal dengan memeras bahan,
hal ini dilakukan agar memperoleh bahan dengan standar pengeringan awal.
Adapun data-data hasil pengujian pakaian dengan bahan 100 Cotton dapat dilihat pada tabel 4.1
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Data Hasil pengujian pakaian dengan bahan 100 Cotton No
Waktu Berat
gr T
d
C RH
T
lemari
C T
r.cond
C V
ms 1
17 : 06 : 46 448
22.8 67
32,5 36
4,2 2
17 : 11 : 46 415.1554
26.3 62,5
36,0 42
4,2 3
17 : 16 : 46 358.2791
27.4 50,5
39 45
4,2 4
17 : 21 : 46 321.7347
28.0 46.5
42 48
4,2 5
17 : 26 : 46 285.7004
28.2 43.5
44 50
4,2 6
17 : 31 : 46 249.1307
27.6 41.0
44 50
4,2 7
17 : 36 : 46 231.1933
27.7 40.0
45 52
4,2 8
17 : 41 : 46 215.0098
27.5 39.5
45 52
4,2 9
17 : 46 : 46 202.1092
26.8 37.0
45 52
4,2 10
17 : 11 : 46 192.0037
27.0 36.5
46 54
4,2
Gambar 4.3 Pakaian berbahan cotton 100 Berat akhir kering dari bahan adalah 192 gr, yang diperoleh dari
pengukuran dengan menggunakan Load cell. Penentuan berat kering dilakukan dengan melihat grafik penurunan berat yang terjadi, dan dari grafik pada berat 192
gr berat bahan dianggap konstan. Grafik proses pengeringan ini dapat diperlihatkan pada Gambar Grafik 4.4
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik Penurunan berat pakaian berbahan Cotton 100 dalam menit, dengan kecepatan udara 4,2 ms
Dari data yang didapat, maka dapat dihitung laju pengeringan untuk pakaian berbahan cotton100 sebagai berikut:
Laju pengeringan : Ṁ
d
= W
o
− W
f
t Dimana :
W
o
= Berat bahan sebelum pengeringan gr W
f
= Berat bahan sesudah pengeringan gr t
= waktu pengeringan menit V
= Kecepatan udara ms W
o
= 448 gr, W
f
= 192 gr, dan t = 45 menit dan untuk kecepatan udara V = 4,2 ms . Maka :
m ̇
d
= 448
− 192 45
= 5,6888 gr menit ⁄
= 0,3413 kgjam Diperoleh SMER :
SMER = �̇
�
�
�
+ �
�
Dimana :
Universitas Sumatera Utara
W
c
= Daya kondensor kW W
b
= Daya blower kW �̇
�
= Laju pengeringan kgjam
Daya kondensor W
c
adalah W
c
= V
c
x I
c
Tegangan pada kondensor V
c
= 220 Volt, I
c
= 4,7 A W
c
= 220 V x 4,7 A = 1034 V.A = 1034 Watt
= 1,034 kW Daya Blower W
b
adalah W
b
= V
b
x I
b
Tegangan pada Blower W
b
= 220 Volt, I
b
= 2 A W
b
= 220 V x 2 A = 440 V.A = 440 Watt
= 0,44 kW
Maka SMER dapat diperoleh : SMER =
0,3413 kgjam 1,034 kW + 0,44 kW
=
0,3413 kg jam 1,474
��
= 0,2315 kgkWh Maka SEC dapat diperoleh :
SEC = 1
SMER
=
1 0,2315 kg kWh
= 4,3196 kWh kg
� Karakteristik temperatur dan Kelembaban relatif RH dan Temperatur
dari udara yang mengalir didalam ruang pengering pada proses pengeringan pakaian berbahan cotton100 ini diperlihatkan pada gambar grafik 4.5 dan 4.6.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Grafik karakteristik kelembaban udara pada lemari pengering.
Gambar 4.6 Grafik karakteristik temperatur pada lemari pengering.
4.2.2. Pakaian dengan bahan 80 Polyester + 20 Elastone
Pakaian dengan bahan 80 Polyester + 20 Elastone Gambar 4.7 mempunyai berat awal basah adalah 823 gr. Berat ini diperoleh dengan
mengukur bahan dengan menggunakan Load Cell, dimana proses pengukuran dilakukan setelah terlebih dahulu bahan yang basah diperlakukan pengeringan
y = 0,020x
2
- 1,545x + 66,87 R² = 0,971
10 20
30 40
50 60
70 80
10 20
30 40
50
Waktu Menit
R H
y = -0,009x
2
+ 0,707x + 32,84 R² = 0,980
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
10 20
30 40
50
Waktu Menit
S uhu
le mari
o C
Universitas Sumatera Utara
awal dengan memeras bahan, hal ini dilakukan agar memperoleh bahan dengan standar pengeringan awal.
Adapun data-data hasil pengujian pakaian dengan bahan 80 Polyester + 20 Elastone dapat dilihat pada tabel 4.2
Tabel 4.2 Data Hasil pengujian pakaian dengan bahan 80 Polyester + 20 Elastone
No Waktu
Berat gr
T
d
C RH
T
lemari
C T
r.cond
C V
ms 1
15 : 42 : 17 823
23.9 68
33,5 35
4,2 2
15 : 47 : 17 769.3404
27.3 64,5
37,0 40
4,2 3
15 : 52 : 17 669.3261
28.4 52,5
40 45
4,2 4
15 : 57 : 17 601.0549
29.0 47.5
42 48
4,2 5
16 : 02 : 17 533.7367
29.2 44.5
44 50
4,2 6
16 : 07 : 17 475.0257
28.6 42.0
44 50
4,2 7
16 : 12 : 17 451.2744
28.7 41.0
45 52
4,2 8
16 : 17 : 17 437.7362
28.5 40.5
45 52
4,2 9
16 : 22 : 17 424.6041
27.8 38.0
45 52
4,2 10 16 : 27 : 17
420.3581 28.0
37.5 46
54 4,2
11 16 : 32 : 17 420.1479
28.0 36.5
46 54
4,2
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Pakaian dengan bahan 80 Polyester + 20 Elastone Berat akhir kering dari bahan adalah 420 gr, yang diperoleh dari
pengukuran dengan menggunakan Load cell. Penentuan berat kering dilakukan dengan melihat grafik penurunan berat yang terjadi, dan dari grafik pada berat 420
gr berat bahan dianggap konstan. Grafik proses pengeringan ini dapat diperlihatkan pada gambar grafik 4.8.
Gambar 4.8 Grafik Penurunan berat pakaian berbahan 80 Polyester + 20 Elastone dalam menit, dengan kecepatan udara 4,2 ms
Dari data yang didapat, maka dapat dihitung laju pengeringan untuk pakaian berbahan 80 Polyester + 20 Elastone sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Laju pengeringan; �̇
�
= W
o
− W
f
t Dimana :
W
o
= Berat bahan sebelum pengeringan gr W
f
= Berat bahan sesudah pengeringan gr t
= waktu pengeringan menit V
= Kecepatan udara ms W
o
= 823 gr, W
f
= 420 gr, dan t = 50 menit dan untuk kecepatan udara V = 4,2 ms . Maka :
m ̇
d
= 823
− 420 50
= 8.06 gr menit ⁄
= 0,4836 kgjam Diperoleh SMER :
SMER = �̇
�
�
�
+ �
�
Dimana : W
c
= Daya kondensor kW W
b
= Daya blower kW �̇
�
= Laju pengeringan kgjam
Maka SMER dapat diperoleh : SMER =
0,4836 kgjam 1,034 kW + 0,44 kW
=
0,4836 kg jam 1,474
��
= 0,3280 kgkWh Maka SEC dapat diperoleh :
SEC = 1
SMER
=
1 0,3280 kg kWh
Universitas Sumatera Utara
= 3,0487 kWh kg
�
Karakteristik temperatur dan Kelembaban relatif RH dan Temperatur dari udara yang mengalir didalam ruang pengering pada proses pengeringan
pakaian berbahan 80 Polyester + 20 Elastone ini diperlihatkan pada gambar grafik 4.9 dan 4.10.
Gambar 4.9 Grafik karakteristik kelembaban udara pada lemari pengering.
y = 0,017x
2
- 1,459x + 67,92 R² = 0,968
10 20
30 40
50 60
70 80
10 20
30 40
50 60
Waktu Menit
R H
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 Grafik karakteristik Temperatur pada lemari pengering
4.2.3 Pakaian dengan bahan 50 Polyester + 50 Cotton
Pakaian dengan bahan 50 Polyester +50 Cotton Gambar 4.11 mempunyai berat awal basah adalah 542 gr. Berat ini diperoleh dengan
mengukur bahan dengan menggunakan Load Cell, dimana proses pengukuran dilakukan setelah terlebih dahulu bahan yang basah diperlakukan pengeringan
awal dengan memeras bahan, hal ini dilakukan agar memperoleh bahan dengan standar pengeringan awal.
Adapun data-data hasil pengujian pakaian dengan bahan 50 Polyester +50 Cotton dapat dilihat pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Data Hasil pengujian pakaian dengan bahan 50 Polyester + 50 Cotton
No Waktu
Berat gr
T
d
C RH
T
lemari
C T
r.cond
C V
ms 1
16 : 40 : 14 542
24.4 52.5
37.0 45
4,2 2
16 : 45 : 14 463.3016 27.6
51.5 39.5
46 4,2
3 16 : 50 : 14 384.5403
28.4 48.5
41.5 48
4,2 4
16 : 55 : 14 326.0902 28.2
45.5 42.5
49,5 4,2
y = -0,007x
2
+ 0,586x + 34,26 R² = 0,972
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
10 20
30 40
50 60
Waktu Menit
T e
mp e
rat u
r °
C
Universitas Sumatera Utara
5 17 : 00 : 14 290.5464
27.9 42.5
43.5 51
4,2 6
17 : 05 : 14 278.9245 28.0
39.5 45.0
52 4,2
7 17 : 10 : 14 276.1353
28.2 37.0
46.5 55
4,2
Gambar 4.11 Pakaian dengan bahan 50 Polyester + 50 Cotton Berat akhir kering dari bahan adalah 276 gr, yang diperoleh dari
pengukuran dengan menggunakan Load cell. Penentuan berat kering dilakukan dengan melihat grafik penurunan berat yang terjadi, dan dari grafik pada berat 276
gr berat bahan dianggap konstan. Grafik proses pengeringan ini dapat diperlihatkan pada gambar 4.12
Gambar 4.12 Grafik Penurunan berat pakaian berbahan 50 Polyester + 50 Cotton dalam menit, dengan kecepatan udara 4,2 ms
Universitas Sumatera Utara
Dari data yang didapat, maka dapat dihitung laju pengeringan untuk pakaian berbahan 50 Polyester + 50 Cotton sebagai berikut:
Laju pengeringan; �̇
�
= W
o
− W
f
t Dimana :
W
o
= Berat bahan sebelum pengeringan gr W
f
= Berat bahan sesudah pengeringan gr t
= waktu pengeringan menit V
= Kecepatan udara ms W
o
= 542 gr, W
f
= 276 gr, dan t = 30 menit dan untuk kecepatan udara V = 4,2 ms . Maka :
m ̇
d
= 542
− 276 30
= 8.8666 gr menit ⁄
= 0,5320 kgjam Diperoleh SMER :
SMER = �̇
�
�
�
+ �
�
Dimana : W
c
= Daya kondensor kW W
b
= Daya blower kW �̇
�
= Laju pengeringan kgjam
Maka SMER dapat diperoleh : SMER =
0,5320 kgjam 1,034 kW + 0,44 kW
=
0,5320 kg jam 1,474 kW
= 0,3609 kgkWh
Maka SEC dapat diperoleh :
Universitas Sumatera Utara
SEC = 1
SMER
=
1 0,3609 kg kWh
= 2,7708 kWh kg
�
Karakteristik temperatur dan Kelembaban relatif RH dan Temperatur dari udara yang mengalir didalam ruang pengering pada proses pengeringan
pakaian berbahan 50 Polyester + 50 Cotton ini diperlihatkan pada gambar grafik 4.13 dan 4.14.
Gambar 4.13 Grafik karakteristik kelembaban udara pada lemari pengering.
y = -0,003x
2
- 0,439x + 53,03 R² = 0,994
10 20
30 40
50 60
5 10
15 20
25 30
35
R H
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Grafik Karakteristik Temperatur pada lemari pengering.
4.2.4 Pakaian dengan bahan 100 Denim
Pakaian dengan bahan 100 Denim Gambar 4.15 mempunyai berat awal basah adalah 1968 gr. Berat ini diperoleh dengan mengukur bahan dengan
menggunakan Load Cell, dimana proses pengukuran dilakukan setelah terlebih dahulu bahan yang basah diperlakukan pengeringan awal dengan memeras bahan,
hal ini dilakukan agar memperoleh bahan dengan standar pengeringan awal. Adapun data-data hasil pengujian pakaian dengan bahan Denim 100
dapat dilihat pada tabel 4.4
Tabel 4.4 Data Hasil pengujian pakaian dengan bahan denim 100 No
Waktu Berat
gr T
d
C RH
T
lemari
C T
r.cond
C V
ms 1
17 : 21 : 17 1968
23.9 57.5
35.5 43
4,2 2
17 : 26 : 17 1853.856 27.4
54.0 37.0
47 4,2
3 17 : 31 : 17
1714.817 28.2 52.0
38.5 50
4,2 4
17 : 36 : 17 1603.354 28.2
49.0 40.0
52 4,2
y = -0,003x
2
+ 0,403x + 37,32 R² = 0,988
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
5 10
15 20
25 30
35
T e
mp e
rat u
r °
C
Waktu Menit
Universitas Sumatera Utara
5 17 : 41 : 17
1483.583 28.7 47.0
41.0 54
4,2 6
17 : 46 : 17 1390.117 28.2
44.0 41.0
54 4,2
7 17 : 51 : 17
1331.733 28.0 42.5
42.5 54
4,2 8
17 : 56 : 17 1254.492 28.4
41.5 42.5
55 4,2
9 18 : 01 : 17
1169.187 28.4 40.5
43.0 55
4,2 10
18 : 06 : 17 1117.742 28.0
38.5 43.5
54 4,2
11 18 : 11 : 17
1078.621 28.0 38.5
44.0 54
4,2 12
18 : 16 : 17 1063.521 28.2
37.5 44.0
54 4,2
13 18 : 21 : 17
1055.013 28.7 37.0
45.0 54
4,2 14
18 : 26 : 17 1052.164 28.0
37.0 45.5
53 4,2
15 18 : 31 : 17
1051.112 28.0 36.5
46.0 53
4,2 16
18 : 36 : 17 1051.112 27.6
36.0 46.0
52 4,2
Gambar 4.15 Pakaian dengan bahan 100 Denim
Berat akhir kering dari bahan adalah 1051 gr, yang diperoleh dari pengukuran dengan menggunakan Load cell. Penentuan berat kering dilakukan
dengan melihat grafik penurunan berat yang terjadi, dan dari grafik pada berat 276 gr berat bahan dianggap konstan. Grafik proses pengeringan ini dapat
diperlihatkan pada Grafik gambar 4.16
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.16 Grafik Penurunan berat pakaian berbahan 100 Denim dalam menit, dengan kecepatan udara 4,2 ms
Dari data yang didapat, maka dapat dihitung laju pengeringan untuk pakaian berbahan 100 Denim sebagai berikut:
Laju pengeringan; �̇
�
= W
o
− W
f
t Dimana :
W
o
= Berat bahan sebelum pengeringan gr W
f
= Berat bahan sesudah pengeringan gr t
= waktu pengeringan menit V
= Kecepatan udara ms W
o
= 1968 gr, W
f
= 1051 gr, dan t = 75 menit dan untuk kecepatan udara V = 4,2 ms . Maka :
m ̇
d
= 1968
− 1051 75
= 12,2266 gr menit ⁄
= 0,7336 kgjam
Universitas Sumatera Utara
Diperoleh SMER : SMER =
�̇
�
�
�
+ �
�
Dimana : W
c
= Daya kondensor kW W
b
= Daya blower kW �̇
�
= Laju pengeringan kgjam
Maka SMER dapat diperoleh : SMER =
0,7336 kgjam 1,034 kW + 0,44 kW
=
0,7336 kg jam 1,474 kW
= 0,4976 kgkWh
Maka SEC dapat diperoleh : SEC =
1 SMER
=
1 0,4976 kg kWh
= 2,0096 kWh kg
� Karakteristik temperatur dan Kelembaban relatif RH dari udara yang
mengalir didalam ruang pengering pada proses pengeringan pakaian berbahan 100 Denim ini diperlihatkan pada grafik gambar 4.17 dan 4.18..
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.17 Grafik Karakteristik kelembaban udara pada lemari pengering.
Gambar 4.18 Grafik Karakteristik Temperatur pada lemari pengering.
4.3 Karakteristik pengeringan
Dari hasil penelitian, nilai laju pengeringan drying rate, nilai SEC dan SMER dari proses pengeringan pakaian dengan sistem pompa kalor ini berbeda-
beda dan dapat kita lihat pada Tabel 4.5, untuk tiap jenis pakaian dan kondisi
y = 0,004x
2
- 0,603x + 57,17 R² = 0,996
10 20
30 40
50 60
70
10 20
30 40
50 60
70 80
R H
y = -0,001x
2
+ 0,234x + 36,13 R² = 0,980
5 10
15 20
25 30
35 40
45 50
10 20
30 40
50 60
70 80
T e
mp e
rat u
r °
C
Waktu Menit
Universitas Sumatera Utara
pengeringan, nilai laju pengeringan drying rate berkisar antara 0,3413 - 0,7336 kgjam untuk pengeringan yang dilakukan masing-masing jenis bahan pakaian,
yang artinya adalah banyaknya air yang diuapkan dalam 1 jam adalah antara 0,3413 - 0,7336 kg.
nilai SEC berkisar antara 2,0096 kWhkg – 4,3196 kWhkg untuk pengeringan yang dilakukan masing-masing jenis bahan pakaian. Hal ini berarti
bahwa energi dikonsumsi untuk menghilangkan 1 kg uap air dari bahan yang dikeringkan adalah antara 2,0096 kWh - 4,3196 kWh. Jika keempat jenis bahan
pakaian pengeringannya digabungkan maka nilai SEC adalah 1,4005 kWhkg, yang artinya bahwa energi yang dikonsumsi untuk menghilangkan 1 kg uap air
dari bahan yang dikeringkan adalah 1,4005 kWh. Nilai SMER untuk pengeringan masing-masing bahan adalah 0,2315
kgkWh – 0,4976 kgkWh, yang artinya adalah jumlah uap air yang mampu dihilangkan dari bahan pakaian tiap 1 kWh adalah antara 0,2315 kg - 0,4976 kg.
Jika pengeringan terhadap keempat jenis bahan pakaian yang berbeda dilakukan secara bersamaan maka nilai SMER adalah 0,7140 kgkWh yang artinya adalah
jumlah uap air yang mampu dihilangkan dari bahan pakaian tiap 1 kWh adalah 0,7140 kg.
Laju pengeringan dari proses pengeringan pakaian dengan sistem pompa kalor memperlihatkan bahwa laju pengeringan meningkat di awal pengeringan
kemudian konstan dan selanjutnya semakin menurun seiring berjalannya waktu dan berkurangnya kandungan air pada bahan. Jenis dari bahan pakaian
mempengaruhi laju pengeringan selain dari suhu udara, kelembaban dan kecepatan udara.
Pengeringan pakaian dengan menggabungkan keempat jenis bahan pakaian membutuhkan energi yang lebih rendah dibandingkan dengan melakukan
pengeringan yang dilakukan secara masing-masing Tabel 4.5 Data hasil perhitungan SMER dan SEC dari setiap bahan
No Jenis Bahan
Percobaan T
� C
t menit
m ̇
d
kgjam SMER
kgkWh SEC
kWhkg 1
Cotton 100 41,8
45 0,3413
0,2315 4,3196
2 Polyester 80 +
42,5 50
0,4836 0,3280
3,0487
Universitas Sumatera Utara
Elastone 20 3
Polyester 50 + Cotton 50
42,2 30
0,5320 0,3609
2,7708
4 Denim 100
42.1 75
0,7336 0,4976
2,0096
4.4 Standar perawatan bahan pakaian sesuai label pada pakaian.