21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Proses Perancangan
4.1.1. Identifikasi Kebutuhan
Singkong atau ketela pohon pada umumnya dijual dalam bentuk umbi segar oleh petani. Petani jarang mengeringkan singkongnya terlebih dahulu, karena penjualan singkong dalam bentuk
chip kering tidak umum dilakukan. Singkong kering biasanya dijual dalam jumlah besar ke
perusahaan bahan makanan seperti mie, kue dan saus sebagai campuran maupun sebagai bahan baku utama. Singkong kering juga lebih banyak diekspor ke luar negeri dibandingkan dijual secara umum
di pasar lokal. Kendala pengeringan singkong terletak pada peralatan untuk mengeringkan singkong
tersebut. Pengeringan dengan penjemuran langsung tentu akan memerlukan areal lahan yang besar jika singkong dikeringkan dalam jumlah yang besar. Pengeringan dengan menggunakan mesin
pengering vakum yang umum dijual di pasaran tentu akan memberatkan petani dari segi biaya, belum lagi pengoperasiannya membutuhkan energi listrik secara penuh sehingga akan menyulitkan untuk
digunakan di daerah terpencil. Petani singkong dalam hal ini membutuhkan pengering singkong yang bisa beroperasi dengan memanfaatkan sumber energi terbarukan, mudah dalam pengoperasiannya,
aman dan sebisa mungkin tidak menggunakan energi listrik dalam pengoperasiannya.
4.1.2. Analisis Masalah dan Spesifikasi Produk
Permasalahan utama yang akan di analisis pada bagian ini adalah batasan-batasan terhadap solusi yang akan dijadikan acuan dasar perancangan pengering. Batasan-batasan tersebut yang akan
juga menentukan spesifikasi dari pengering yang akan dirancang. Energi terbarukan dipilih sebagai sebagai sumber energi utama untuk mengoperasikan
pengering singkong ini. Sumber energi terbarukan dipilih karena relatif tidak mahal, bersifat netral karbon, kebanyakan tidak menimbulkan polusi--dengan catatan bahwa populasi tumbuhan hijau tetap
dipertahankan sehingga rantai siklus karbon tidak terputus. Implementasi penggunaan sumber energi terbarukan ini dalam masyarakat pedesaan juga bisa memberikan peluang kemandirian kepada
masyarakat pedesaan untuk mengelola dan mengupayakan kebutuhan energi mereka sendiri beserta solusinya Contained Energy Indonesia 2009.
Pengeringan merupakan suatu proses yang melibatkan energi panas dalam jumlah yang besar, karena itu sumber energi terbarukan yang dipilih haruslah sumber energi yang dapat
memberikan suplai panas yang dapat digunakan langsung atau melalui proses konversi yang singkat dan sederhana. Sumber energi terbarukan yang dapat memberikan panas secara langsung adalah
matahari, sehingga pengering ini dirancang untuk dapat memanfaatkan panas matahari seoptimal mungkin.
22
Pengering yang berbasis energi matahari yang banyak dikembangkan adalah pengering tipe efek rumah kaca. Pengering ini menggunakan prinsip yang sama dengan fenomena efek rumah kaca
yang terjadi di permukaan bumi. Permasalah dalam pemanfaatan sumber energi matahari ini adalah radiasi matahari yang
tidak konstan sepanjang waktu, sehingga diperlukan sumber panas cadangan untuk dapat menutupi kekurangan kebutuhan energi yang tidak dapat dipenuhi energi matahari. Namun, sumber energi
cadangan ini harus memenuhi prinsip green energy. Sumber energi terbarukan lainnya yang mudah diperoleh dan relatif murah adalah biomassa.
Biomassa merupakan salah satu sumber energi yang telah digunakan orang sejak dari jaman dahulu kala. Sumber energi ini bersifat terbarukan karena pohon dan tanaman pangan akan selalu tumbuh dan
akan selalu ada limbah tanaman Contained Energy Indonesia 2009. Biomassa yang paling mudah didapatkan dan mudah dalam penggunaanya adalah kayu
bakar. Panas dapat langsung diperoleh cukup dengan membakar kayu bakar tersebut. Adapun produk lain dari energi yang berasal dari biomassa seperti gas hasil gasifikasi, bioetanol, biodiesel, briket dan
biogas memerlukan proses konversi yang khusus dan tidak sederhana. Berdasarkan hasil analisis diatas maka konsep pengering yang akan dikembangkan adalah
pengering surya efek rumah kaca dengan sumber energi tambahan hibrid berupa biomassa, pengering juga direncanakan untuk tidak menggunakan energi listrik dalam pengoperasiannya.
Target-target spesifik untuk pengering yang akan dirancang diberikan pada Tabel 7. Setiap spesifikasi dikelompokkan berdasarkan dua kriteria. Kriteria tersebut terdiri dari : 1 Acceptability Criteria A
yaitu spesifikasi yang muncul berdasarkan hasil identifikasi kebutuhan pengguna dan merupakan target yang harus dipenuhi peralatan, 2 Other Criteria O yaitu spesifikasi yang merupakan
tambahan dari hasil pemikiran perancang atas pertimbangan tertentu. Tabel 7. Daftar spesifikasi peralatan
Pengering Singkong Efek Rumah Kaca ERK-Hibrid No
Daftar Spesifikasi A O
1
Konstruksi
Dirancang untuk skala kecil-menengah Ukuran : Panjang = 2 m, Lebar = 1.5 m,
Tinggi = 2.5 m Dinding dan atap terbuat dari bahan transparan dengan transmisivitas ≥ 90
Pengering menggunakan sistem knock-down sehingga antar bagiannya dapat dipisah-pisahkan untuk memudahkan dalam transportasi jarak jauh
A O
O
2
Target Operasi
Kapasitas pengeringan 180 kgbatch Mengeringkan singkong yang diiris dari kadar air 65 bb hingga kadar air
13 bb Suhu udara pengering berada pada kisaran 50 ºC dan RH pengering 50 pada
kondisi suhu lingkungan rata-rata 28 ºC dan RH lingkungan rata-rata 65 Dapat menyelesaikan proses pengeringan dalam waktu 30 jam dengan kondisi
operasi seperti disebutkan sebelumnya O
A O
O
23
Dapat digunakan baik pada siang hari maupun malam hari dan dalam kondisi cerah maupun mendung hujan
O 3
Material
Pengering dibuat dengan bahan yang mudah didapat dan tersedia di pasaran Tidak memerlukan perlakuan khusus heat treatment
A O
4
Energi
Menggunakan energi surya sebagai sumber energi penghasil panas yang utama
Memiliki sumber energi penghasil panas tambahan yang berasal dari biomassa berupa kayu bakar
Tidak menggunakan sumber energi listrik yang dibangkitkan dari sumber energi fosil
A A
O 5
Keselamatan dan Ergonomika
Tidak membahayakan pada saat dioperasikan Tidak membahayakan pada saat pelepasan dan pemasangan
A A
6
Pengoperasian
Tidak memerlukan keahlian khusus dalam pengoperasiannya A
7
Perawatan
Tidak memerlukan perawatan khusus O
Berdasarkan spesifikasi yang harus dipenuhi oleh pengering dan pemikiran tambahan dari perancang, data awal yang digunakan untuk perancangan pengering dirangkum dalam Tabel 8.
Tabel 8. Data Awal Perancangan PARAMETER
NILAI SATUAN
SUMBER KETERANGAN
Kapasitas Rencana w 180
kg Ditentukan
Kadar Air Awal m 65
bb Nanda SK, 2002
Pada kisaran 65-70 Kadar Air Akhir m
1
13 bb
Nanda SK, 2002 Pada Kisaran 12-14
Suhu Udara Pengering T
p
50
o
C Balagopalan C, 1988
Pada Kisaran 50-75
o
C RH Udara Pengering
RH
p
50 Ditentukan
Didasarkan hasil penelitian Sutoyo
2010 yaitu 54.47 Suhu Udara
Lingkungan T
L
28
o
C Ditentukan
Didasarkan hasil penelitian Sutoyo,
2010 yaitu 28.7
o
C RH Udara Lingkungan
RH
L
65 Ditentukan
Didasarkan hasil penelitian Sutoyo
2010 yaitu 65.66 Iradiasi Rata-rata I
500 Wattm
2
Ditentukan Berdasarkan Purwoko
2009 yaitu 4.8 kWhm
2
hari Densitas Bahan ρ
500 Kgm
3
Nanda SK, 2002 Tebal Tumpukan t
2 cm
Ditentukan
24
4.1.3. Struktur Fungsi dan Alternatif Solusi