Sehingga dari persamaan 4.39 dan 4.40, dapat dituliskan menjadi : G
a
[C
pa
+C
pw
Hx+dxT
a
x+dx+h
fg
Hx+dx]dy- G
a
[C
pa
+C
pw
HxT
a
x+h
fg
Hx]dy = -h
cv
T
a
-T
p
dxdy + G
a
C
pw
4.41
.
4.2.8 Persamaan Laju Pindah Panas
Laju pindah panas antara udara dan bahan = Perubahan panas sensibel bahan + delta entalpi
dalam satuan waktu, panas yang mengalir kedalam elemen oleh karena pergerakan bahan adalah:
G
p
C
pp
+MyC
pl
T
p
ydx 4.43
dan yang mengalir keluar adalah : G
p
C
pp
+My+dyC
pl
T
p
y+dydx 4.44
Perubahan tersebut mengakibatkan panas konveksi dari udara h
cv
T
a
-T
p
dxdy dan panas desorpsi yang ditambahkan ke bahan h
fg
+C
pw
T
p
G
a
H xdxdy,sehingga dapat dituliskan menjadi :
G
p
C
pp
+My+dyC
pl
T
p
y+dydx- G
p
C
pp
+MyC
pl
T
p
ydx = - h
cv
T
a
-T
p
dxdy - h
fg
+C
pw
T
p
G
a
H xdxdy 4.45
.
4.2.9 Persamaan Laju
Pengeringan
dMdt = menggunakan persamaan pengeringan lapisan tipis, persamaan dasar perubahan kadar air bahan dari kadar air awal M
ke kadar air akhir M untuk model pengeringan lapisan tipis, berdasarkan Thahir 1986 :
kt e
e
e M
M M
M
−
= −
−
4.47
e
M M
k dt
dM −
− =
4.49 M
e
= 17.7700 exp -0.0516. ΔT100
4.49 dan
k = exp 6.8274 – 4431.98T menit
-1
4.50 Dalam penelitian ini dilakukan simulasi pengeringan untuk alat pengering
tipe resirkulasi, yang secara diagramatis ditunjukkan pada gambar 25. Dari persamaan tersebut di atas terdapat 4 hal yang tidak diketahui yaitu
kadar air M ; kelembaban absolut udara pengering H ; temperatur udara pengering T
a
dan temperatur bahan T
p
, untuk menyelesaikan persamaan-persamaan tersebut di atas digunakan teknik finite difference, seperti ditunjukkan pada Gambar 29.
Dengan demikian didapat persamaan-persamaan sebagai berikut : T
ai+1,j
=T
ai,j
+ Δx i,j
T
pi,j+1
=T
api,j
+ Δy i,j
H
i+1,j
=H
I,j
+ Δx i,j
Δx T
p
i+1,j i,j Δy
T
a
i+1,j+1 i,j+1
y x
Gambar 29 Grid finite difference untuk persamaan pengering resirkulasi cross-flow
.
dT
p
dy h
cv
T
a
T
p
G
a
h
fg
C
pw
C
pl
T
p
dHdx G
p
C
pp
C
pl
M .
dy dM
G G
dx dH
a p
− =
4.53
dy dt
dt dM
dy dM
− =
4.54 Parameter-parameter yang digunakan dalam simulasi sebagai masukan
adalah kadar air awal M , temperatur gabah awal T
p0
, temperatur udara pengering T
a
, laju udara pengering, kelembaban mutlak udara H yang diukur langsung dengan percobaan dilapangan, kelembaban relatif udara pengering RH,
serta beberapa parameter yang berhubungan dengan sifat udara dan gabah yang digunakan yaitu:
Tabel 18. Parameter yang digunakan dalam simulasi Parameter Nilai
Panas jenis gabah C
pp
Koefisien pindah panas konveksi h
cv
Panas jenis air Cpw Panas jenis uap air Cpv
Panas jenis udara Cpa Panas laten penguapan h
fg
2046 Jkg K 3.9178737.33Ga
0.49
untuk Ga0.678 kgm
2
dt 2.0611737.33Ga
0.59
untuk Ga0.678 kgm
2
dt 4187 Jkg K
1850 Jkg K 1008 Jkg K
∆h
fg
∆h
fgw
= 1.298
Untuk nilai-nilai k, T
p
dan T
a
diasumsikan konstan setiap awal proses pengeringan dalam pengering resirkulasi, hal ini dikarenakan setelah pengeringan
terjadi tempering, dimana temperatur bahan berangsur-angsur kembali mendekati temperatur awalnya, karena tidak terjadi pemanasan selama proses tempering
berlangsung, dan selama proses tempering diasumsikan tidak terjadi perpindahan massa pada permukaan bahan, perhitungan untuk proses tempering seperti
perhitungan proses pengeringan, tetapi diasumsikan nilai k sama dengan 0.
Sedangkan untuk verifikasi model dilakukan dengan menggunakan pengering resirkulasi yang telah dibuat, alat pengering tersebut dirancang dengan
kapasitas 1 ton per proses, terdiri dari dua bagian yang dapat dioperasikan sendiri- sendiri, sehingga setiap bagian mempunyai kapasitas 500 kg per proses. Dasar
penentuan kapasitas alat adalah hasil pengamatan dilapang yang menunjukkan bahwa rata-rata setiap unit usaha penggilingan padi didaerah Bogor memiliki lahan
untuk pengeringan 15 x 15 m
2
dengan kapasitas pengeringan 1.0 ton hingga 2.5 ton gabah.
Parameter yang diamati adalah perubahan kadar air bahan, temperatur udara keluar ruang pengering, kelembaban udara masuk dan keluar ruang pengering,
waktu yang dibutuhkan selama proses pengeringan hingga rata-rata kadar airnya mencapai 12 -14 basis basah , pengujian kadar air bahan dilakukan pada saat
sebelum masuk ruang pengering dan setelah keluar ruang pengering. Suatu program komputer yang ditulis dalam Visual basic Versi 6.0, Microsoft
Corporation digunakan untuk simulasi model pengeringan resirkulasi gabah lampiran 3.
4.3 BAHAN DAN
