24
4.1.3. Struktur Fungsi dan Alternatif Solusi
Struktur Fungsi
Struktur fungsi yang menggambarkan konsep pengering berdasarkan interaksi antar komponen Gambar 10. Setiap blok menyatakan hubungan antara masukan dan keluaran. Struktur
fungsi terdiri atas ruang pengering termasuk di dalamnya rak bahan, tungku pembakaran, penukar panas dan pengatur sirkulasi udara.
Gambar 10. Struktur fungsi yang menggambarkan cara kerja pengering Panas dari matahari masuk ke ruang pengering melalui proses radiasi, yang kemudian
menaikkan suhu udara di ruang pengering dan memanaskan bahan. Udara lingkungan memasuki ruang pengering, dinaikkan suhunya melalui proses pindah panas secara konveksi pada penukar panas.
Udara panas yang masuk ke ruang pengering akan memberikan panas terhadap bahan dengan cara konveksi dan sekaligus membawa uap air keluar melalui outlet. Panas yang hilang ke udara terjadi
akibat penetrasi terhadap dinding pengering, tungku, penukar panas dan udara yang keluar melalui outlet pengering.
Alternatif Solusi
Alternatif solusi adalah beragam bentuk fisik dari sub-fungsi struktur yang dapat mengakomodasi fungsi-fungsi yang telah disebutkan pada bagian sebelumnya. Bentuk-bentuk fisik
tersebutlah yang akan dipilih dan digabungkan hingga menjadi struktur pengering yang dapat menjalankan fungsi-fungsi yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Alternatif solusi diberikan
dalam bentuk matriks yang dibagi berdasarkan sub- fungsi struktur. Alternatif solusi yang diperoleh dari hasil studi literatur yang dapat dipilih dan dikembangkan lebih lanjut diberikan pada Gambar 11.
25
Gambar 11. Alternatif solusi untuk memenuhi spesifikasi pengering Alternatif solusi pada Gambar 11 merupakan varian yang dapat dipilih dan dikembangkan
lebih lanjut dengan menyesuaikan dengan spesifikasi produk yang telah dibahas sebelumnya. Alternatif solusi pada Gambar 11 akan dipilih satu untuk setiap sub-fungsi struktur. Alternatif solusi
yang dipilih untuk masing-masing sub-fungsi struktur selanjutnya akan digabungkan untuk membentuk struktur fungsi pengering secara keseluruhan.
Alternatif Solusi
Sub- Fungsi
Struktur
1 2
3 4
Ruang Pengering
A Arc
Piggy-Back Tunnel
Truncated Trapezoid
Rak Bahan B
Rak Datar Rak Berputar
Penukar Panas
C Pipa-Ganda
Pelat Datar Cross-Flow
Shell Tube
Tungku D
Tungku Tradisional Tungku Gasifikasi
Pengatur Sirkulasi
E Kipas Sentrifugal,
Aksial, Exhaust Turbin Ventilator
26
Sub-fungsi struktur yang pertama ditentukan adalah penukar panas. Penukar panas yang paling memungkinkan digunakan adalah penukar panas C3, yaitu tipe cross-flow. Penukar panas tipe
ini merupakan penukar panas yang dapat beroperasi tanpa menggunakan pompa, yang artinya tidak perlu energi listrik untuk pengoperasiannya. Penukar panas C3 juga merupakan penukar panas yang
paling tepat untuk dipasangkan dengan tungku biomassa. Tungku biomassa D1 merupakan pilihan utama karena biomassa yang akan digunakan adalah kayu bakar, meskipun tungku gasifikasi dapat
digunakan namun dalam perancangannya memerlukan studi khusus. Sub-fungsi struktur yang ditentukan berikutnya adalah pengatur sirkulasi udara, terdapat dua
pilihan untuk struktur fungsi ini yaitu kipas dan turbin ventilator. Turbin ventilator E2 dipilih untuk menjadi pengatur sirkulasi udara. Turbin ventilator dipilih karena dapat beroperasi penuh tanpa listrik.
Kipas bukan tidak mungkin untuk digunakan, namun jika kipas yang akan dipilih untuk digunakan maka perlu dipikirkan sumber listrik yang akan menyuplai listrik untuk kipas. Kembali pada
pertimbangan di awal bahwa pengering dapat beroperasi dengan listrik yang tidak dibangkitkan dari energi fosil maka perlu sumber energi listrik yang dibangkitkan dari sumber energi terbarukan.
Alternatif solusi untuk hal tersebut adalah dengan menggunakan panel surya untuk menghidupkan kipas. Penggunaan panel surya tentu akan menambah biaya dalam pembuatan pengering, karena akan
diperlukan peralatan tambahan lainnya seperti baterai, panel kontrol dan converter dari arus DC ke AC jika digunakan kipas AC.
Sub-fungsi struktur untuk ruang pengering yang memungkinkan untuk menyesuaikan dengan struktur fungsi yang telah dipilih sebelumnya adalah tipe A1. Pengatur sirkulasi udara beroperas
karena pengaruh kecepatan angin dan perbedaan tekanan antara di dalam dan di luar turbin maka udara juga perlu dikondisikan sehingga dapat memanfaatkan efek chimney dan buoyancy pada udara.
Struktur fungsi ruang pengering tipe A1 mungkin perlu dimodifikasi untuk menyesuiakan dengan pola draft
udara. Mengacu pada Desrosier 2008 tipe pengering untuk sayuran dan buah-buahan adalah tipe
kabinet atau kamar, terowongan, dan tungku, maka tipe rak yang akan digunakan untuk menyesuaikan dengan empat sub-fungsi struktur lainnya yaitu tipe rak datar kabinet. Tipe rak ini umum digunakan
dalam pengering ERK-Hibrid yang telah ada sebelumnya.
4.1.4. Rancangan Konsep dan Perhitungan Kebutuhan Panas
Kategori