Simulasi Proses Pengeringan Jagung Pipilan dengan Mesin Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK) Hybrid dengan Wadah Silinder

SIMULASI PROSES PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN
DENGAN MESIN PENGERING SURYA TIPE EFEK RUMAH KACA
(ERK)-HYBRID DENGAN WADAH SILINDER

F.X. LILIK TRI MULYANTARA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008

PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Simulasi Proses Pengeringan Jagung
Pipilan dengan Mesin Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK)-Hybrid
dengan Wadah Silinder adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal dan dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2008

FX. Lilik Tri Mulyantara
NRP F151060111

ABSTRACT
F.X. LILIK TRI MULYANTARA. Simulation for shelled corn drying process
with hybrid-green house effect (GHE) solar dryer with cylinder type. Under
direction of LEOPOLD OSCAR NELWAN, SRI ENDAH AGUSTINA and
TEGUH WIKAN WIDODO.
Generally uniformity of moisture content was difficult to be reached due
to un-mixed product during drying process. A study on performance of hybridgreen house effect (GHE) solar dryer with rotary drum chamber for shelled corn
drying has been conducted. The objectives of this research were: to evaluate
performance of hybrid-GHE solar dryer with cylinder type, to develop model to
predict temperature, relative of humidity, and decreasing of shelled corn moisture
content and to validate the model which developed by the experimental data. The
model was constructed based on heat and mass balance. The models were solved
by Euler’s finite difference method.
Three experiments have been conducted and the results showed that the
range of room temperature and relative hummidity were 34.0-41.0 °C and 60.276%, respectively. Based on this condition, 1114.1-1304.3 kg mass of shelled

corn with the initial moisture content 22.28-24.87% wb. could be dried until to
15.92-17.58% wb. in 8-11 hours. By rotating the cylinder 15 minutes per hour,
difference of inside and outside temperature of shelled corn layer was 0-9.8°C and
moisture content was 0-2.3% wb. The drying capacity was 118.57-161.76 kg/h.
Spesific energy consumption and main cost were 6.03-10.13 MJ/kg and 75.89124.37 Rupiah/kg, respectively. Total efficiency with solar iradiation and without
solar iradiation were 19.88-39.15% and 22.51-46.06%, respectively. The models
that had developed has already explain the experiment data. Coefficient of
determinant (COD) of model with experiment data for room temperature, relative
of humidity, grain temperature, water tank temperature, and moisture content
were 0.74, 0.09, 0.35, 0.91 and 0.98, respectively. The absolute percentage
deviation (APD) were 1.29%, 5.89%, 1.79%, 3.5% and 0.86%. Simulation for
rotating cylinder showed that by continuous rotating had the highest influence for
uniformity of temperature and moisture content. The result showed that this
treatment had smallest difference of inside and outside temperature and moisture
content were 0.05-1.78°C and 0.14-0.56% wb. respectively. Simulation for input
changing showed that by using higher mass flow rate was 0.8 kg/second had the
best influence for uniformity of temperature. The result showed that this treatment
had smallest difference of inside and outside temperature was 0.31-7.81°C and the
APD was 3.82%. And by adding 10% iradiation input had the highest influence
for uniformity of moisture content. The result showed that this treatment had

smallest difference of inside and outside moisture content was 0.14-2.94% wb.
and the APD was 1.09%.
Keywords: Solar dryer, green house effect, cylinder type, shelled corn

RINGKASAN
F.X. LILIK TRI MULYANTARA. Simulasi Proses Pengeringan Jagung Pipilan
dengan Mesin Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK)-Hybrid dengan
Wadah Silinder. Dibimbing oleh LEOPOLD OSCAR NELWAN, SRI ENDAH
AGUSTINA dan TEGUH WIKAN WIDODO.
Pada proses pengeringan keseragaman kadar air biasanya sulit dicapai
tanpa adanya pengadukan. Untuk itu kajian terhadap unjuk kerja pengering efek
rumah kaca (ERK)-hybrid tipe silinder berputar, sebagai pengadukan, untuk
mengeringkan jagung pipilan perlu dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah
melakukan uji kinerja mesin pengering ERK-hybrid tipe wadah silinder,
merumuskan model matematik untuk menduga perubahan suhu, RH udara dan
penurunan kadar air jagung pipilan selama pengeringan dan melakukan validasi
terhadap model yang dikembangkan dengan menggunakan data aktual hasil
pengujian. Model yang dikembangkan berdasarkan pada keseimbangan panas dan
massa. Metode beda hingga Euler digunakan dalam penyelesaian model-model
tersebut dengan bahasa pemrograman komputer Visual Basic.

Bahan uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung pipilan
varietas hybrida yang diperoleh dari pemasok pakan ternak. Pengujian alat
pengering ERK-hybrid tipe silinder berputar ini dilakukan tiga kali dengan massa
awal dan kadar air awal yang berbeda.
Hasil dari tiga pengujian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa ratarata suhu ruang berkisar antara 34,0-41,0 °C dengan RH berkisar antara 60,276%. Dengan kondisi demikian massa jagung sebanyak 1114,1-1304,3 kg dari
kadar air awal 22,28-24,87% bb. dapat dikeringkan menjadi 15,92-17,58% bb.
dengan waktu 8-11 jam. Dengan pemutaran silinder selama 15 menit setiap
jamnya, perbedaaan suhu dan kadar air yang terjadi pada lapisan dalam dan
lapisan luar berturut-turut adalah 0-9,8°C dan 0-2,3% bb. Konsumsi energi
spesifik yang terjadi antara 6,03-10,13 MJ/kg. Sementara kapasitas pengeringan
berkisar antara 118,57-161,76 kg/jam, dengan biaya pokok pengeringan antara
Rp. 75,89-124,37/kg. Efisiensi pengeringan total dengan iradiasi dan tanpa
iradiasi matahari berturut-turut adalah 19,88-39,15% dan 22,51-46,06%. Model
matematik yang telah disusun pada umumnya sudah dapat menerangkan hasil
pengukuran. Korelasi antara hasil simulasi dan hasil pengukuran suhu ruang, RH

ruang, suhu lapisan jagung dalam tumpukan, suhu air dalam tangki, dan kadar air
secara berturut-turut mempunyai koefisien determinasi (COD) 0,74; 0,09; 0,35;
0,91 dan 0,98 dan persentase simpangan mutlak (APD) berturut-turut 1,29%;
5,89%; 1,79%; 3,5% dan 0,68%. Simulasi terhadap putaran silinder menghasilkan

bahwa pemutaran silinder secara terus-menerus mempunyai selisih suhu lapisan
dalam dan lapisan luar terkecil yaitu 0,05-1,78°C dengan nilai persentase
simpangan 3,67% dan selisih kadar air lapisan dalam dan lapisan luar terkecil
0,14-0,56% bb. dengan nilai persentase simpangan mutlak 0,43%. Simulasi
terhadap perubahan input menghasilkan bahwa penambahan laju udara masuk
ruang pengering menjadi 0,8kg/detik paling berpengaruh dan menghasilkan suhu
yang lebih seragam. Selisih suhu lapisan dalam dan lapisan luar yang terjadi
sebesar 0,31-7,81°C dengan nilai APD 3,82%. Sementara penambahan input
iradiasi sebesar 10% paling berpengaruh dan menghasilkan kadar air yang lebih
seragam. Selisih kadar air lapisan dalam dan lapisan luar jagung yang terjadi
sebesar 0,14-2,94% bb. dengan nilai APD 1,09%.
Kata kunci: pengering surya, efek rumah kaca, tipe silinder, jagung pipilan

@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2008
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan
suatu masalah

b. pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya
tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

SIMULASI PROSES PENGERINGAN JAGUNG PIPILAN
DENGAN MESIN PENGERING SURYA TIPE EFEK RUMAH
KACA (ERK)-HYBRID DENGAN WADAH SILINDER

F.X. LILIK TRI MULYANTARA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2008

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Suroso, M.Agr

Judul Thesis

Nama
NRP

: Simulasi Proses Pengeringan Jagung Pipilan dengan Mesin
Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK)-Hybrid dengan
Wadah Silinder
: F.X. Lilik Tri Mulyantara
: F151060111

Disetujui
Komisi Pembimbing

Dr. Leopold Oscar Nelwan, M.Si
Ketua

Ir. Sri Endah Agustina, MS

Anggota

Dr. Ir. Teguh Wikan Widodo, M.Sc
Anggota

Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu Keteknikan Pertanian

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. Armansyah H. Tambunan, M.Agr Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS

Tanggal Ujian :

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian

yang dilaksanakan dari bulan September 2007 ini adalah Simulasi Proses Pengeringan
Jagung Pipilan dengan Mesin Pengering Surya Tipe Efek Rumah Kaca (ERK)-Hybrid
dengan Wadah Silinder.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Leopold Oscar Nelwan, M.Si
selaku ketua komisi pembimbing dan selaku ketua peneliti pada proyek penelitian KKP3T
atas bimbingannya yang sangat berharga bagi penulis selama pendidikan, penelitian dan
penyelesaian tesis, Ibu Ir. Sri Endah Agustina, MS sebagai anggota komisi pembimbing
atas segala koreksi, bimbingan dan motivasinya, Bapak Dr. Ir. Teguh Wikan Widodo,
M.Sc sebagai anggota komisi pembimbing, yang telah meluangkan waktu, pemikiran dan
masukan-masukan dalam penyelesaian tesis, serta Bapak Dr. Ir. Suroso, M. Agr selaku
dosen penguji luar komisi pembimbing pada ujian tesis, atas segala masukan dan saran
bagi penulisan tesis ini.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian RI melalui Proyek Penelitian KKP3T
Tahun 2007 yang telah membantu membiayai penelitian. Tak lupa ungkapan terimakasih
disampaikan kepada teman-teman TEP angkatan tahun 2006 dan teknisi serta laboran
Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Fateta IPB yang telah banyak membantu selama
penelitian berlangsung. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada istri tercinta
Anunsiata Roosita atas doa, dorongan dan kasih sayangnya selama menempuh pendidikan
dan penyelesaian penulisan tesis ini.

Semoga tesis dan hasil penelitian yang telah dilakukan ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2008

FX. Lilik Tri Mulyantara

RIWAYAT HIDUP
F.X. Lilik Tri Mulyantara dilahirkan di Bantul pada tanggal 19 Desember 1968,
adalah putra ketiga dari lima bersaudara dari Bapak Sukidjo dan Ibu Yustrini.
Penulis lulus dari SMA Kolese De Britto Yogyakarta pada tahun 1987 dan
melanjutkan pendidikan ke Jurusan Mekanisasi Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Pada November 1995 penulis menyelesaikan
pendidikan S1. Dari Maret 1996 sampai dengan April 1999 penulis bekerja di Bagian Riset
dan Pengujian CV. Karya Hidup Sentosa, selanjutnya April 1999 sampai dengan sekarang
mengabdi sebagai Staf Perekayasa di Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian
Serpong, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian.
Pada pertengahan Agustus tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor,
dengan sponsor Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian.

i
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR............................................................................................................iv
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................................v
DAFTAR SIMBOL ..............................................................................................................vi
PENDAHULUAN .................................................................................................................1
Latar Belakang..............................................................................................................1
Tujuan Penelitian..........................................................................................................3
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................................4
Jagung...........................................................................................................................4
Pasca Panen Jagung .............................................................................................4
Pengeringan ..................................................................................................................5
Pengeringan Lapisan Tipis ..................................................................................7
Pengeringan Lapisan Tebal .................................................................................8
Pengering Efek Rumah Kaca...............................................................................9
Pemodelan untuk Pengeringan ..........................................................................11
BAHAN DAN METODE....................................................................................................12
Waktu dan Tempat......................................................................................................12
Bahan dan Alat ...........................................................................................................12
Bahan .................................................................................................................12
Alat ....................................................................................................................12
Pengujian Alat Pengering ERK-Hybrid Tipe Silinder ...............................................13
Pengambilan Data..............................................................................................13
Penyusunan Model Matematik ...................................................................................18
Keseimbangan Panas pada Udara dalam Ruangan............................................19
Keseimbangan Panas pada Komponen dalam Ruangan....................................19
Keseimbangan Panas pada Udara dalam Silinder Bagian Dalam .....................20
Keseimbangan Panas Air di dalam Penukar Panas ...........................................20
Keseimbangan Panas Air di dalam Tangki........................................................20
Keseimbangan Uap Air pada Udara dalam Tumpukan Jagung.........................20
Keseimbangan Panas pada Udara dalam Tumpukan Jagung ............................21
Keseimbangan Panas pada Jagung yang Dikeringkan ......................................21
Keseimbangan Uap Air pada Udara dalam Ruangan ........................................22
Penurunan Kadar Air .........................................................................................22
Koefisien Pindah Panas Volumetrik..................................................................22
Efisiensi Penggunaan Energi .............................................................................23
Pengaruh Perubahan Input terhadap Output (Analisis Sensitivitas)..................23
Analisis Ekonomi ..............................................................................................24
Perhitungan dan Validasi Perubahan Suhu, RH dan Kadar Air .................................24

ii
HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................................................26
Hasil Pengujian dan Performansi Alat Pengering ERK-Hybrid.................................26
Iradiasi, Suhu dan RH Lingkungan ...................................................................26
Penggunaan Sumber Energi Tambahan.............................................................28
Suhu dan RH Ruang Pengering .........................................................................29
Suhu Tungku dan Inlet ......................................................................................30
Suhu Lapisan dalam Tumpukan Jagung............................................................31
Penurunan Kadar Air Jagung Pipilan ................................................................34
Masukan Energi Alat Pengering ERK-Hybrid ..................................................36
Efisiensi Alat Pengering ERK-Hybrid ..............................................................38
Keseimbangan Massa Tongkol Jagung sebagai Bahan Bakar Pengering
ERK-Hybrid.......................................................................................................38
Energi untuk Pengadukan..................................................................................39
Biaya Pokok Pengeringan..................................................................................39
Validasi Model ...........................................................................................................42
Perubahan Suhu dan RH Ruang ........................................................................42
Suhu Lapisan Jagung dalam Silinder.................................................................43
Suhu Air dalam Tangki......................................................................................44
Penurunan Kadar Air .........................................................................................45
Simulasi Pengeringan dengan Pengeringan ERK-hybrid...........................................46
Simulasi Pemutaran Silinder .............................................................................46
Simulasi Pengaruh Perubahan Input terhadap Output (Analisis
Sensitivitas) .......................................................................................................50
KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................................................54
Kesimpulan.................................................................................................................54
Saran ...........................................................................................................................55
UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................................56
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................................57
L A M P I R A N .................................................................................................................61

iii

DAFTAR TABEL
Halaman
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Lima besar provinsi penghasil jagung (pipilan kering) dalam ton, 2002-2006...............1
Standar mutu jagung pipil................................................................................................5
Jumlah dan laju penggunaan bahan bakar biomassa selama pengeringan ....................29
Komposisi penggunaan energi untuk pengeringan jagung pipilan................................37
Efisiensi alat pengering ERK-Hybrid............................................................................38
Komponen-komponen biaya tetap.................................................................................40
Komponen-komponen biaya tidak tetap........................................................................40
Perbandingan energi listrik (MJ) dan biaya pokok pengeringan (Rp/kg) .....................48

iv

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Pengering ERK-hybrid tipe silinder. .............................................................................12
2. Tahapan penelitian.........................................................................................................13
3. Skematis alat pengering ERK-hybrid tipe silinder ........................................................14
4. Diagram alir proses pengeringan jagung pipilan...........................................................15
5. Titik pengambilan suhu dan kecepatan udara................................................................16
6. Titik pengambilan sampel kadar air ..............................................................................17
7. Skematik tempat sub-sistem yang ditinjau dalam penyusunan model. .........................18
8. Alur proses simulasi ......................................................................................................25
9. Iradiasi matahari pengujian I, II, dan III........................................................................26
10. Lama penyinaran, total dan rata-rata iradiasi selama ....................................................27
11. Suhu dan RH lingkungan selama pengeringan berlangsung .........................................28
12. Rata-rata suhu dan RH lingkungan selama....................................................................28
13. Suhu dan RH ruang selama pengeringan berlangsung ..................................................29
14. Rata-rata suhu dan RH ruang pengering selama ...........................................................30
15. Suhu tungku dan inlet selama pengeringan ...................................................................31
16. Sebaran suhu pada tiga lapisan berbeda ........................................................................32
17. Rata-rata suhu pada tiga lapisan berbeda ......................................................................32
18. Kondisi suhu di tahap awal dan tahap akhir di tiga lapisan...........................................33
19. Penurunan kadar air di tiga lapisan berbeda..................................................................35
20. Laju penurunan kadar air setiap lapisan ........................................................................36
21. Komposisi jagung pipilan dan air yang diuapkan. ........................................................36
22. Konsumsi energi pengeringan pengujian I, II dan III....................................................37
23. Kontribusi biaya tetap dan tidak tetap pada biaya pokok..............................................41
24. Perubahan suhu ruang hasil perhitungan dan ................................................................43
25. Perubahan RH ruang hasil perhitungan dan ..................................................................43
26. Suhu rata-rata hasil perhitungan dan hasil pengukuran.................................................44
27. Suhu air dalam tangki hasil perhitungan dan hasil pengukuran ....................................45
28. Penurunan kadar air hasil perhitungan dan hasil pengukuran .......................................46
29. Hasil simulasi pengaruh pemutaran silinder terhadap perubahan .................................47
30. Persentase simpangan mutlak suhu lapisan dalam ........................................................48
31. Hasil simulasi pengaruh pemutaran silinder terhadap...................................................49
32. Persentase simpangan mutlak kadar air lapisan ............................................................50
33. Perbandingan perubahan suhu yang terjadi ...................................................................51
34. Persentase simpangan mutlak suhu lapisan ...................................................................52
35. Perbandingan perubahan kadar air yang terjadi ............................................................52
36. Persentase simpangan mutlak kadar air lapisan ............................................................53

v

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Gambar pengeringan hamparan, pengering bak datar model segiempat dan
pengering kontinyu (recirculating batch dryer)..........................................................62
2. Nilai-nilai yang digunakan dalam simulasi .................................................................63
3. Contoh ekspresi persamaan dengan metode beda hingga (finite difference)
Euler untuk keseimbangan panas pada komponen dalam ruangan .............................64
4. Tampilan program .......................................................................................................65
5. Data suhu hasil simulasi ..............................................................................................66
6. Data suhu pengering ERK-Hybrid pengujian I ...........................................................67
7. Data suhu tungku, cerobong, dan iradiasi matahari pengujian I .................................68
8. Data suhu pengering ERK-Hybrid pengujian II ..........................................................69
9. Data suhu tungku, cerobong, dan iradiasi matahari pengujian II ................................70
10. Data suhu pengering ERK-Hybrid pengujian III.........................................................71
11. Data suhu tungku, cerobong, dan iradiasi matahari pengujian III..............................72
12. Data digunakan untuk mendapatkan biaya tetap dan biaya tidak tetap.......................73
13. Bahan untuk pembuatan konstruksi pengering ERK...................................................75

vi

DAFTAR SIMBOL
Simbol

Latin

Satuan

A
APD
bb
bk
Cp
COD
G
Ga
h
h
hcv
hfg
I
Ih
Δt
Igl
Igp
Ii
If
k
L
m
m& r
m& v
m& amb
m& sil
m& w
M
M0
Me
Pat
Q1
Q2

Luas (kontak) permukaan
Persentase simpangan mutlak
Basis basah
Basis kering
Panas jenis
Koefisien determinasi
Fluks aliran massa
Fluks aliran massa
Entalpi
Koefisien konveksi
Koefisien pindah panas volumetrik
Panas laten penguapan
Iradiasi
Total iradiasi surya harian
Selang pengukuran
Iradiasi selang pengukuran ganjil
Iradiasi selang pengukuran genap
Iradiasi awal
Iradiasi akhir
Konduktivitas
Panjang
Massa
Laju aliran udara ruang pengering
Laju aliran massa air yang diuapkan
Laju aliran udara luar
Laju aliran udara di silinder
Laju aliran air
Kadar air
Kadar air awal
Kadar air keseimbangan
Tekanan atmosfer
Energi untuk pemanasan udara
Energi yang masuk (dikonsumsi) oleh sistem,
dengan iradiasi
Energi yang masuk (dikonsumsi) oleh sistem,
tanpa iradiasi
Jari-jari lingkaran
Rasio keliling silinder yang tertutup terhadap keliling
silinder dalam
Waktu dalam persamaan (1) dan (2)
Suhu bahan
Suhu udara

m2
%
%
%
kJ/kg°K
kg/m2det
kg/m2det
kJ/kg u.k.
W/moK
kJ/m2detoK
kJ/kg
kW/m2
Wh/m2
jam
W/m2
W/m2
W/m2
W/m2
W/moK
m
kg
kg/det
kg/det
kg/det
kg/det
kg/det
% bk.
% bk.
% bk.
Pascal
kJ

Q3
r
s
t
tg
ta

kJ
kJ
m
detik
C
C

vii
Simbol

Latin

Satuan

T
Ta
U
W
n
y

Suhu mutlak
Suhu udara
Koefisien pindah panas total
Massa
Jumlah data
Nilai hasil perhitungan/pengukuran
Absorptivitas
Transmisivitas
Waktu
Efisiensi kipas
Efisiensi panas bangunan pengering
Efisiensi pengeringan oleh udara pengering
Efisiensi total sistem
Kebutuhan energi spesifik
Kerapatan

K
C
W/moK
kg
-

α
τ
θ
ηk
ηr
ηUP
ηP
ηE
ρc

Subskrip
Simbol
abs
amb
at
b
d
HE
hit
inlet
r
sil
T
ukur
v
w
wall

Absorber
Udara lingkungan
Atmosfer
Bahan bakar
Kering (dry)
Heat exchanger
Hasil perhitungan
Suhu udara masuk ruang pengering
Udara dalam ruang
Silinder
Tangki
Hasil pengukuran
Uap air
Air
Dinding

det
%
%
%
%
kJ/kg
kg/m3

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan produksi jagung yang cepat sebagai bahan baku industri dimotori
oleh dinamika permintaan industri pakan ternak. Negara berkembang, dengan konsumsi
produk peternakan yang cenderung meningkat akibat pertambahan penduduk, urbanisasi
dan pertumbuhan ekonomi memberi pengaruh kepada permintaan jagung yang semakin
tinggi. Rachman (2002) juga menyebutkan bahwa kebutuhan jagung cenderung meningkat
dengan laju 0,34% per tahun seiring dengan pesatnya permintaan jagung sebagai bahan
baku industri pakan ternak yang membutuhkan kontinuitas pasokan.
Seiring dengan kondisi di atas perkembangan produksi jagung di Indonesia terus
meningkat. Sentra produksi terbesar jagung di Indonesia didominasi oleh lima provinsi
seperti tersaji dalam Tabel 1 (Anonim, 2007). Untuk itu kegiatan pasca panen terutama
pengeringan dan penyimpanan harus ditingkatkan sesuai dengan peningkatan produksi
jagung tersebut, karena tahapan pengeringan adalah paling krusial yang menyangkut
kualitas dan mutu jagung. Kegiatan pasca panen yang dilakukan petani masih terbatas pada
penjemuran untuk mencapai kadar air 20-25%. Pemipilan umumnya menggunakan jasa
pemipil. Pengeringan jagung untuk mencapai kadar air 14% biasanya dilakukan oleh
pedagang besar atau industri pengolahan dengan menerapkan teknologi maju (Pasandaran,
2003).
Tabel 1 Lima besar provinsi penghasil jagung (pipilan kering) dalam ton, 2002-2006.
Tahun

Jawa Timur

2002
2003
2004
2005

3 692 146
4 181 550
4 133 762
4 398 502

Jawa
Tengah
1 505 706
1 926 243
1 836 233
2 191 258

Provinsi
Lampung
989 323
1 087 751
1 216 974
1 439 000

Sumatera
Utara
640 593
687 360
712 560
735 446

Sulawesi
Selatan
661 005
650 832
674 716
705 995

Indonesia
9 654 105
10 886 442
11 225 243
12 523 894

Sumber : Anonim, 2007
Selain itu, harga energi fosil yang meningkat tajam akhir-akhir ini menjadi masalah
tersendiri dalam proses pengeringan yang masih menggunakan energi fosil sebagai sumber
pemanas. Pengembangan alat pengering untuk mengurangi ketidakseragaman kadar air
akhir menggunakan energi alternatif selain energi fosil dan pemakaian sumber energi yang

2
masih melimpah dan terbarukan seperti energi surya sangat diharapkan untuk mengatasi
masalah di atas.
Energi surya dapat digunakan untuk mengeringkan produk pertanian dengan dua
cara, yaitu dengan hamparan (lihat Lampiran 1) atau dengan pengering mekanis (artificial
drying). Tetapi pengeringan dengan hamparan mempunyai beberapa kelemahan seperti:
tergantung dengan cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas,
mudah terkontaminasi dan memerlukan waktu yang lama. Pengering mekanis kemudian
dibuat untuk mengatasi kelemahan-kelemahan pengeringan dengan hamparan tersebut.
Salah satu pengering mekanis yang memanfaatkan energi surya untuk proses pengeringan
adalah pengering surya tipe efek rumah kaca (ERK) atau green house effect (GHE) solar
dryer (Kamaruddin, 1995 dalam Manalu, 1999).
Meskipun energi surya di Indonesia relatif melimpah ternyata dalam Nelwan
(1997) disebutkan bahwa input energi yang berasal dari iradiasi surya hanya berkisar
antara 10,7-16,4% dari keseluruhan energi yang digunakan untuk pengeringan kakao
dengan pengering ERK. Sehingga pengembangan selanjutnya pengering ERK selalu
membutuhkan pemanas tambahan, sehingga kemudian disebut sebagai pengering ERKhybrid. Pengering ERK-hybrid lebih berkembang dibandingkan dengan pengering surya
yang lain, misalnya dengan kolektor datar antara lain disebabkan karena berdasarkan
teknik optimasi diketahui bahwa biaya yang digunakan untuk kolektor datar sebagai sistem
pengering cukup tinggi (Kamaruddin, 1993; 1995 dalam Nelwan, 1997).
Dalam proses pengeringan suatu bahan, kontinuitas, keseragaman suhu dan kadar
air adalah masalah yang sangat penting. Keseragaman kadar air akhir bahan sangat sulit
sekali dicapai bahkan dalam pengeringan mekanis, kecuali dilakukan pembalikan atau
pengadukan dalam selang waktu tertentu. Widodo dan Hendriadi (2004) mengatakan
pengeringan bahan pertanian dengan pengering tipe bak datar menghasilkan kadar air akhir
yang kurang seragam pada lapisan bawah, tengah, dan atas. Perbedaan kadar air
pengeringan antara lapisan bawah dan atas sebesar 4-6% untuk pengering bak datar juga
disebutkan oleh Thahir et al. (1993) dalam Thahir (2000). Kelemahan pengering tipe bak
datar yang menghasilkan kadar air akhir bahan yang tidak seragam dimungkinkan terutama
karena tidak adanya pengadukan. Pengadukan bahan dalam proses pengeringan yang
dilakukan selama ini adalah secara manual, biasanya dengan kaki atau dengan tangan (dan
alat bantu). Kemudian dikembangkan pengering yang berputar sebagai pengadukan untuk
mencampur bahan secara mekanis, seperti yang dilakukan oleh Nelwan (1997) dengan rak

3
yang digetarkan terhadap kakao dan menghasilkan konsumsi energi spesifik (KES) sebesar
17,8-41,3 MJ/kg dan Manalu (1999) juga untuk mengeringkan kakao dengan pengadukan
horisontal menghasilkan KES 7,2 sampai 9,3 MJ/kg. Nelwan (2007) juga melakukan
pengeringan dengan rak berputar dan menghasilkan KES 7,9 sampai dengan 9,9 MJ/kg.
Sulikah (2007) menyimpulkan bahwa proses pemutaran dalam pencampuran (pengadukan)
jagung pipilan pada pengeringan silinder putar selama 5 menit setiap 15 menit, telah
diperoleh campuran yang merata sehingga suhu bahan yang dikeringkan juga merata.
Widodo et al. (2005) melakukan penelitian pengeringan dengan rotary drier untuk melihat
proses dehidrasi cabai yang dikeringkan dan diperoleh kualitas yang paling baik adalah
dengan melakukan pemutaran bahan 4 rpm selama 5 menit per 30 menit dengan suhu
70oC.
Dengan memperhatikan kelebihan pengering ERK-hybrid dan proses pengadukan
selama pengeringan yang telah dilakukan sebelumnya, untuk maksud pengembangan
selanjutnya akan dilakukan simulasi yang diharapkan mampu menghitung konsumsi energi
spesifik optimum untuk pengeringan jagung pipilan. Simulasi yang dilakukan berdasarkan
pemodelan matematik keseimbangan panas dan massa. Penggunaan simulasi sistem akan
sangat menguntungkan karena dapat menghindari kesulitan atau secara biaya terlalu besar
untuk membuat sistem nyata (Stoecker, 1971).
Tujuan Penelitian
1. Melakukan uji kinerja pengering ERK-hybrid tipe wadah silinder dan menghitung
energi dan biaya operasi.
2. Merumuskan model matematik untuk menghitung perubahan suhu, RH udara dan
penurunan kadar air jagung pipilan selama pengeringan dengan pengering ERK-hybrid
tipe wadah silinder
3. Melakukan validasi terhadap model yang dikembangkan dengan menggunakan data
aktual hasil pengujian.

TINJAUAN PUSTAKA
Jagung
Jagung (Zea mays L.) termasuk famili Gramineae, sub famili Maydeae, genus Zea
dan spesies mais. Jagung tumbuh baik di daerah beriklim sedang yang panas, daerah
beriklim subtropis yang basah dan dapat tumbuh baik di daerah tropis. Jagung merupakan
tanaman berumah satu yaitu bunga jantan dan betina letaknya dalam satu tanaman
(Sandewi, 2005).
Pasca Panen Jagung
Panen terbaik perlu memperhatikan dua hal, yaitu ketepatan umur panen dan cara
panen. Panen pada umur optimum akan memperoleh jagung dengan mutu terbaik,
sedangkan panen lebih awal akan menghasilkan jagung dengan kadar butir keriput tinggi
dan panen pada fase kelewat matang menyebabkan jagung banyak rusak. Biasanya jagung
siap dipanen apabila kadar air bji mencapai 30-40% (Mudjisihono et al., 1993). Namun
petani biasanya menentukan waktu panen berdasarkan kenampakan kelobot atau menduga
umur panenya saja. Panen dalam bentuk tongkol berkelobot merupakan cara yang banyak
dilakukan petani. Tergantung kondisi wilayah, panen jagung dapat dibedakan menjadi dua
cara. Pada daerah dengan curah hujan rendah, tongkol dibiarkan tetap pada tanaman
hingga kering (kadar air 17-20%), kemudian jagung dipetik dengan meninggalkan kelobot
pada tanaman. Sedangkan daerah dengan daerah curah hujan cukup tinggi, petani biasanya
memanen jagung ketika masih segar (kadar air 30-40%). Batang jagung dipotong dengan
sabit pada ketinggian sejajar pinggang, kemudian jagung diambil dan kelobotnya dikupas
(Purwadaria, 1988 dalam Munarso dan Thahir, 2002). Pengeringan jagung dilakukan dua
tahap. Pengeringan pertama bertujuan agar jagung mudah dipipil dan terhindar dari
kerusakan akibat kadar air yang tinggi. Pengeringan kedua dimaksudkan untuk
menurunkan kadar air air jagung sehingga siap disimpan untuk jangka waktu tertentu
(Munarso dan Thahir, 2002).
Pengendalian mutu jagung sebaiknya dilakukan selama proses produksi sampai
dengan produk berada di tangan konsumen. Menurut Kristanto (2004) dalam Sandewi
(2005), pengendalian mutu jagung pada saat panen dilakukan mulai pemanenan,
pengeringan awal, pemipilan, pengeringan akhir, pengemasan dan penyimpanan.
Pemanenan dilakukan pada saat jagung telah mencapai masak fisiologis yaitu berkisar 100

5
hari setelah tanam dan tergantung dari varietas yang digunakan. Pada umur tersebut
biasanya daun jagung/klobot telah kering dan berwarna kekuning-kuningan, selanjutnya
jagung dipisahkan antara jagung yang layak jual dengan jagung busuk, muda dan
berjamur. Jagung yang layak jual kemudian diproses selanjutnya atau dilakukan proses
pengeringan. Setelah dilakukan pemipilan, butiran jagung hasil pipilan masih terlalu basah
untuk dijual ataupun disimpan. Pada pengeringan butiran (pipilan), kadar air jagung
diturunkan sampai kadar air sesuai mutu jagung yang dikehendaki. Standar mutu jagung
pipilan yang dikeluarkan oleh Badan Standardisasi Nasional (BSN) dapat dilihat seperti
Tabel 2 (Anonim, 1995).
Tabel 2 Standar mutu jagung pipil
Komponen Utama
Kadar air
Butir rusak
Butir warna lain
Butir pecah
Kotoran

I
14
2
1
1
1

Persyaratan Mutu (% maks)
II
III
15
14
6
4
7
3
3
4
2
1

IV
17
8
10
5
2

Pengeringan
Pengeringan adalah suatu proses yang menyangkut perpindahan panas dan massa,
oleh karena itu diperlukan energi. Energi yang diserap proses ini mencapai kurang lebih
12% dari total energi yang digunakan pada industri pangan dan pertanian dunia (Strumillo
et al., 1995 dalam Manalu, 1999). Henderson dan Perry (1989) menyebutkan bahwa
pengeringan adalah proses mengeluarkan air dari suatu produk sampai pada kadar air yang
setimbang dengan keadaan udara atmosfer normal, atau pada kadar air dimana penurunan
kualitas jamur, aktifitas enzim dan serangga dapat diabaikan. Menghilangkan kadar air
adalah mengeluarkan air sehingga kadar air menjadi sangat rendah, mendekati keadaan
kering mutlak (bone-dry). Hall (1957) menyatakan bahwa pengeringan merupakan proses
pengurangan kadar air bahan sampai mencapai kadar air tertentu sehingga dapat
menghambat laju kerusakan bahan akibat aktivitas biologis dan kimia. Sedangkan menurut
Mujumdar dan Devahastin (2001), pengeringan adalah operasi rumit yang meliputi
perpindahan panas dan massa transien serta beberapa laju proses, seperti transformasi fisik
atau kimia yang pada akhirnya dapat menyebabkan perubahan mutu.
Lebih dari 400 jenis pengering telah dilaporkan pada literatur dan lebih dari seratus
jenis telah tersedia di pasar umum. Berbagai kajian melaporkan bahwa konsumsi energi

6
nasional untuk operasi pengeringan di industri berkisar dari 10-15% untuk Amerika
Serikat, kanada, Perancis, dan Inggris dan bahkan di Denmark dan Jerman mencapai
hingga 20-25% (Mujumdar dan Devahastin, 2000). Besarnya energi yang digunakan dalam
pengeringan ini membutuhkan perhatian untuk dilakukan kajian atau penelitian lebih lanjut
sehingga kebutuhan energi dapat dikurangi.
Selain pengering untuk produk makanan dan industri lainnya, pengering untuk
jagung-jagungan telah berkembang di Indonesia meskipun masih banyak terjadi
kelemahan-kelemahan yang ditemui di lapangan. Thahir et al. (1993) dalam Thahir (2000),
menyebutkan bahwa alat pengering yang banyak beredar pada saat ini adalah sistem
pemanasan langsung tipe bak datar model segiempat (lihat Lampiran 1) yang mempunyai
kelemahan terjadi perbedaan kadar air pengeringan antara lapisan bawah dan atas sebesar
4-6%, serta laju pengeringan yang relatif lambat. Pengeringan bahan pertanian dengan
pengering tipe bak datar menghasilkan kadar air akhir yang kurang seragam dikatakan pula
oleh Widodo dan Hendriadi (2004), bahwa selain lama pengeringan jagung pipilan yang
dilakukan dengan bak datar segiempat pada suhu 45-70ºC membutuhkan waktu sekitar 13
jam, laju pengeringan rata-rata yang terjadi adalah 0,77 %/jam, selama 4 jam pertama
penurunan kadar air yang terjadi adalah sebesar 3,67% dan kadar air pada lapisan bawah,
tengah, dan atas tidak seragam.
Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong telah mengembangkan
alat pengering jagung recirculating batch dryer dengan kapasitas 2 ton dengan sumber
panas kompor minyak tanah dengan rancangan laju pengeringan 1% per jam. Pada alat ini
jagung pipilan disirkulasikan secara bertahap untuk dikeringkan pada ruang pengering
sehingga kadar air jagung lebih seragam dan pengaturan kadar air lebih mudah dilakukan
(Thahir et al., 2000).
Balai Penelitian Tanaman Serealia Maros Sulawesi Selatan bekerjasama dengan
Pusat Penelitian Kopi dan Kakao di Jember Jawa Timur telah mengembangkan alat
pengering jagung tipe bak datar dengan sumber energi matahari dan tungku pembakaran
dengan bahan bakar kayu atau tongkol jagung. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
efisiensi pengeringan adalah 70%. Waktu pengeringan yang dibutuhkan untuk
mengeringkan jagung dari kadar air awal 41% menjadi 16% adalah 30 jam, dengan laju
pengeringan 0,8-0,9% per jam dan biaya pengeringan Rp. 53 per kg. Nilai ini lebih baik
serta lebih murah dibandingkan dengan alat yang digunakan petani dengan kapasitas 10
ton. Waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung dengan kadar air awal 32%

7
menjadi 15% adalah 29 jam, dengan laju pengeringan 0,58% per jam dan biaya
pengeringan Rp. 250 per kg. (Sinuseng et al., 2001 dalam Munarso dan Thahir, 2002).
Pengeringan Lapisan Tipis
Lapisan tipis adalah lapisan bahan yang tebalnya adalah setebal satu lapisan bahan
yang suhu dan kadar air bahan di setiap lapisan adalah seragam (Anwar, 1992). Henderson
dan Perry (1976) mendefinisikan pengeringan lapisan tipis adalah pengeringan dimana
semua bahan yang terdapat dalam lapisan menerima secara langsung aliran udara dengan
suhu dan kelembaban yang konstan, dimana kadar air dan suhu bahan seragam. Thahir
(1986) mengemukakan, pengeringan lapisan tipis dikembangkan berdasar asumsi bahwa
lapisan tipis tersebut sebagai satu-kesatuan, tidak sebagai individu bahan dimana
pengeringannya terjadi secara difusi mengikuti bentuk fisik tertentu.
Sesuai dengan kondisi bahan yang seragam dalam lapisan bahan, maka penampilan
pengeringan lapisan tipis merupakan gambaran dari penampilan pengeringan individual
bahan. Oleh sebab itu, untuk memprediksi penampilan pengeringan lapisan tipis dapat
didekati dengan tampilan pengeringan individu bahan dalam lapisan tipis (Anwar, 1992).
Pengembangan model pengeringan memberikan perhatian yang lebih besar kepada
laju pengeringan menurun. Brooker et al. (1992), mengemukakan untuk memprediksi
pengeringan lapisan tipis telah dikembangkan berbagai model pendekatan: model teoritis,
model semi-teoritis dan model empiris. Luikov, dalam Brooker et al. (1992), dengan
pendekatan teoritis mengembangkan persamaan penduga pengeringan lapisan tipis dalam
bentuk persamaan diferensial berdasarkan karakteristik fisik air atau uap air pada bahan
berpori, dimana migrasi uap terjadi karena: perbedaan konsentrasi air, gaya kapiler,
perbedaan tekanan, perbedaan suhu, perbedaan konsentrasi uap dan difusi. Koefisien yang
ada dalam persamaan diferensial merupakan perpaduan dari keadaan suhu, uap air, gradien
tekanan uap air, energi dan total perpindahan massa. Menurut Husain et al. (1972) dalam
Brooker et al. (1992) pada banyak bahan hasil pertanian, pengaruh gradien suhu dapat
diabaikan. Pada prakteknya pengaruh tekanan yang terdapat dalam model Luikov dapat
diabaikan, dan untuk menduga laju perubahan kadar air bahan pada pengeringan lapisan
tipis, parameter bahan yang dianggap paling berpengaruh adalah parameter geometri dan
parameter difusi air bahan. Atas dasar itu, model Luikov disederhanakan menjadi
persamaan (1).

8

⎡ ∂ 2 M c∂M ⎤
∂M
= D⎢ 2 +
⎥ ....................................................................................... (1)
∂t
r∂r ⎦
⎣ ∂r
dimana c adalah konstanta sesuai geometri bahan, untuk lempeng nilai c adalah 0, untuk
silinder 1 dan 2 untuk bentuk bola sementara D adalah koefisien difusivitas bahan.
Henderson dan Perry (1976), memberikan model semi-teoritis untuk memprediksi
pengeringan lapisan tipis yang juga berdasarkan parameter difusi dan geometri bahan
seperti persamaan (2) berikut.
MR = Ae − Kt .......................................................................................................... (2)

dimana A adalah konstanta yang tergantung pada geometri bahan, dengan nilai 0,608 untuk
bola, 0,811 untuk lempeng dan 0,533 untuk tumpukan balokan. K adalah koefisien
pengeringan yang berhubungan dengan faktor difusivitas dan ukuran bahan, dengan nilai
D2/r2, untuk bola dan D2/2xtebal untuk lempengan, dimana D adalah difusivitas bahan
(m2/menit).
Pengeringan Lapisan Tebal
Secara teoritis perhitungan-perhitungan pengeringan jagung pipilan bisa didekati
sebagai lapisan tipis. Pengeringan jagung pipilan biasanya dikeringkan dengan tumpukan
tebal sampai 60 cm. Untuk itu perhitungan pengeringan tumpukan tebal bisa didekati
sebagai sejumlah dari lapisan tipis. Elfian (1985) menggunakan persamaan yang
digunakan Thahir (1984) yang merupakan persamaan lapisan tipis untuk jagung-jagungan
dengan model lempeng:

M − Me
= 0,177293 exp(−36,5655 X ) + 0,81585 exp(−2,47511X ) ............................... (3)
M0 − Me
dimana X = kθ . Sedangkan Bala (1997), secara semi teoritis menggunakan model
pengeringan lapisan tipis untuk menduga penurunan kadar air pada setiap lapisan, dengan
suhu dan kelembaban udara di sekitar jagung, maka penurunan kadar air dinyatakan
sebagai:
dM
= − k (M − Me ) .......................................................................................................... (4)
dθ

9
dimana k adalah konstanta pengeringan dan Me adalah kadar air keseimbangan (%,db.),
kedua-duanya merupakan fungsi suhu dan kelembaban. Sementara M adalah kadar air
bahan (%,db.).
Prosedur untuk menghitung pengeringan lapisan tebal dikembangkan dengan
menganggap lapisan tebal merupakan susunan dari sejumlah lapisan tipis. Sesuai dengan
anggapan itu, maka pengeringan lapisan tebal dinyatakan sebagai pengeringan sejumlah
lapisan tipis. Model simulasi pengeringan lapisan tebal yang dikembangkan menurut
prosedur pengeringan sejumlah lapisan tipis untuk beberapa komoditi hasil pertanian telah
dilakukan pada penelitian-penelitian terdahulu, dengan hasil yang memuaskan.
Anwar (1992), menyebutkan pengembangan model matematik untuk pengeringan
cabe merah menggunakan anggapan bahwa pengeringan lapisan tebal cabe merah
merupakan pengeringan sejumlah lapisan tipis cabe merah. Jumlah lapisan tipis pada
lapisan tebal didekati dengan persamaan (5) berikut.
R=

A
................................................................................................................. (5)
B

dimana R adalah jumlah lapisan tipis pada lapisan tebal, A adalah tebal lapisan tebal dan
B sebagai tebal lapisan tipis.
Berdasarkan pendekatan lapisan tebal sebagai susunan dari R lapisan tipis, maka
udara pengering keluaran dari lapisan tipis pertama merupakan masukan udara pengering
untuk lapisan kedua. Analogi dengan kondisi udara yang keluar dari lapisan tipis pertama
dan udara pengering sebagai masukan lapisan tipis kedua, berlaku untuk hubungan pada
lapisan-lapisan tipis yang lain. Hubungan itu dapat dinyatakan : keluaran udara pengering
lapisan tipis ke (R-1) = masukan udara pengering lapisan tipis ke (R).
Pengering Efek Rumah Kaca
Surya atau matahari memancarkan radiasi energi dalam bentuk gelombang
elektromagnetik. Pada kondisi optimum energi surya yang mencapai permukaan bumi
besarnya 6-8 kW-jam/m2/hari untuk daerah di sekitar katulistiwa. Sedangkan pada kondisi
berawan diperkirakan hanya 10 – 20% dari kondisi sebelumnya. Sekitar 30% radiasi yang
mencapai atmosfer dipantulkan kembali ke angkasa, 47% diserap menjadi panas oleh
atmosfer, tanah dan air. Tetapi sebagian besar energi yang diserap ini dipantulkan lagi ke
atmosfer (Stout, 1979 dalam Manalu, 1999).

10
Dari jumlah energi yang tersedia diperkirakan bahwa potensi yang jatuh di wilayah
Indonesia besarnya 0,48 x 106 kJ/m2 x 1,9 x 1012 m2 = 0,9 x 1018 kJ/tahun, yang kalau
diubah menjadi listrik mempunyai potensi sebesar 28,35 x 1018 MWe. Penerimaan iradiasi
rata-rata di Indonesia sebesar 4,5 kWh/m2/8 jam atau 562,5 W/m2 (Kamaruddin, 1991
dalam Nelwan, 1997).
Energi yang berlimpah ini dapat dimanfaatkan salah satunya untuk proses
pengeringan komoditi pertanian. Untuk menangkap energi surya dalam bentuk panas bisa
digunakan kolektor sedangkan dalam bentuk listrik digunakan sel fotovoltaik. Pada
umumnya pengering energi surya memakai kolektor. Dari hasil perhitungan (Kamaruddin,
1997 dalam Manalu, 1999) diketahui bahwa biaya pembuatan kolektor datar merupakan
biaya tertinggi yang diikuti oleh biaya pengadaan kipas angin. Untuk menekan biaya
pengeringan terutama pembuatan kolektor adalah dengan mengganti sistem kolektor datar
ini dengan pengumpul panas yang mengikuti konsep rumah kaca.
Kamaruddin (1995) dalam Manalu (1999) menyebutkan bahwa pengering surya
tipe efek rumah kaca (ERK) atau green house effect (GHE) solar dryer adalah salah satu
cara pemanfaatan energi surya untuk proses pengeringan. Prinsip ERK adalah dengan
membuat suatu bangunan yang dinding dan atapnya terbuat dari bahan transparan
berfungsi sebagai penyekat sehingga energi panas yang masuk dapat meningkatkan suhu di
dalam bangunan ruang pengeringan. Panas yang terakumulasi dipakai untuk mengeringkan
komoditas yang berada dalam bak pengering. Untuk menaikkan suhu udara pengering
yang dihasilkan oleh pemanasan energi surya maka digunakan pemanas tambahan.
Pengeringan dengan energi surya mempunyai kelemahan yaitu tidak kontinyu dan
sewaktu-waktu dapat terhalang oleh hujan atau awan. Beberapa tempat di Indonesia
mempunyai hari hujan yang panjang atau tingkat keawanan yang tinggi. Salah satu upaya
melakukan pengeringan lanjutan pada saat cuaca tidak mendukung atau pada malam hari
adalah dengan memberikan pemanasan tambahan. Selain itu pengering efek rumah kaca
harus dimodifikasi dengan tempat pengering yang memungkinkan produk mencapai suhu
dan kadar air akhir yang seragam, yaitu dengan cara memutar produk dengan sistem
pemutaran produk atau tempat/wadah dari produk tersebut, seperti yang pernah dilakukan
oleh Nelwan (1997) dan Manalu (1999), yaitu dengan rak berputar secara horisontal.

11
Pemodelan untuk Pengeringan
Banyak model pengeringan yang telah dikembangkan untuk menduga kinerja dari
pengering yang telah dibuat dan d