PERANCANGAN MESIN PENGERING CENGKEH KAPASITAS 5 KG / PROSES MENGGUNAKAN TIPE TRAY DRYER

PERANCAN
CANGAN MESIN PENGERING CE
CENGKEH
KAPASITAS
AS 5 KG / PROSES MENGGUNAK
AKAN TIPE
TRAY DRYER

TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
sitas M
Muhammadiyah Malang Sebagai Salah
Universitas
ah S
Satu
syaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Tek
Persyarat
eknik
ram Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesi
Progra
sin


Disusun Oleh:
AHMAT IRFAN JAZULI
NIM : 201010120311152

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVER
LANG
ERSITAS MUHAMMADIYAH MALA
2016

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Dengan segala kerendahan hati penyusun memanjatkan puji syukur
Alhamdulilah kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga
penyusun dapat menyelesaikan tugas akhir. Dalam proses penyusunan tugas akhir
yang berjudul “ Perancangan Mesin Pengering Cengkeh Kapasitas 5kg/
proses menggunakan tipe Tray Dryer “, penyusun mendapatkan masukan yang

menunjang dari berbagai pihak, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan
dengan baik. Untuk itu tidak lupa penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Ibu saya yang selalu tidak bosan mensuport, dan telah memberikan
dorongan doa serta moril dan materil, untuk terus menyelesaikan
studi saya ini.
2. Bapak Ir. Herry Suprianto, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang
telah memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga
memingkinkan terselesaikannya tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Ali mokhtar, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga
memingkinkan terselesaikannya tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Daryono,MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Semua Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang membantu kelancaran belajar saya, sampai selesai studi saya.

6. Kakak-kakak saya yang tidak lelah memberikan dukungan moril,
meteril kepada saya, sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya.
7. Saudara, kerabat saya yang juga tidak merasa lelah memberikan
support dan menanyakan kapan lulus kepada saya, sehingga bisa

menyelesaikan studi saya.
8. Sahabat-sahabat saya, Sapol, Sombeg, Soying, Bonek, Jembling
yang tidak lelah memberikan masukan, bantuan, semangat,
dukungan apapun itu mulai dari awal kenal sampai sekarang.
Terima kasih sahabat PWR yang memberikan kebaikan kepada
saya. Sehingga bisa menyelesaikan studi kita. “you all best friend”.
9. Teman-teman angkatan 2010 terutama kelas D 2010 dan semua
orang yang ada di Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu
juga menyelasaikan studi saya.
10. Orang terdekat saya yang tidak lelah memberikan support dan
semangat kepada saya sehingga studi saya bisa selesai.
Besar harapan kami semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun
sendiri, bagi pembaca pada umumnya serta mahasiswa teknik mesin pada khusunya.
Semoga Allah SWT selalu merendahkan hati dan pikiran kita atas segala pengetahuan
yang telah kita mikiki, Amien.
Wassalamu’alaikum. Wr.Wb

Malang, 23 Januari 2016

Ahmat Irfan Jazuli


DAFTAR ISI

COVER………………………………......................……………………………. i
POSTER…………………………....................…………………………...….…. ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI………….....………………………...….iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ……………………………...……....iv
LEMBAR PERNYATAAN …………………………………………….….….. v
ABSTRAKSI ………………………………………………………….…...……vi
KATA PENGANTAR ………………………………………………….......….vii
DAFTAR ISI …………………………………………………………..………viii
DAFTAR TABEL ……………………………………………….…………...…xi
DAFTAR GAMBAR …………………………………………….……………xii
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ………………………………......……....………………..1
1.2 Rumusan Masalah ……………………………….…......….……………...2
1.3 Tujuan Perancangan ………………………………………......…….…….3
1.4 Manfaat Perancangan ……………………………………......……..……. 3


BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tanaman Cengkeh ……………………….....…….......………..………… 4
2.2 Perlakuan Pasca Panen Cengkeh ………………..………........………….. 6
2.3 Tahap Pengeringan ………………………..………………........……..…. 7
2.4 Faktor- faktor Yang Mempengaruhi Pengeringan ……...…….......…….... 9
2.5 Proses Perpindahan Kalor ……………………………......…...……...… 11
2.5.1 Perpindahan kalor secara konduksi ………………......…….…….. 11
2.5.2 Perpindahan Kalor secara Konveksi ……………......……………. 13
2.5.3 Perpindahan Panas Radiasi ……………………………….........… 15
2.6 Klasifikasi Alat Penukar Kalor ……………………….......…….........…. 17
2.7 Klasifikasi penukar kalor berdasarkan susunan aliran fluida….……....... 19
2.7.1 Pertukaran panas dengan aliran searah
(cocurrent/parallel flow) …. …………………......…………...….. 19
2.7.2 Pertukaran panas dengan aliran berlawanan
Arah (counter current/ flow) …………………......……….…..….. 20
2.7.3 Pertukaran panas dengan aliran silang ( cross flow ) ……......…… 21
2.8 Analisa Efektivitas Alat Penukar Kalor Dengan Pendekatan LMTD....... 22
2.9 Aplikasi dari plate Heat Exchanger ……………………….............……. 23
2.9.1 Untuk mendinginkan aliran proses………….…….....……...……. 24
2.9.2 Untuk memanaskan aliran proses ……………..…………….…… 24

2.9.3 Untuk bertukar panas antara aliran proses panas dan dingin ...…... 24
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN
3.1 Diagram Alir Perancangan …………...…………………………………. 25
3.2 Jenis Pengering …………………........………………..…………….….. 26

3.3 Konsep Desain ……………………………...………….……...………. 28
3.4 Posisi Pemanasan ……………………………………….…………...… 28
3.5 Analisa dan Kesimpulan …………………………...…….………...….. 29
BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN
4.1 Data Perancangan …………………………………….……………..…. 30
4.2 Perhitungan Dimensi Ruang Pengering ……………..……….........…… 30
4.3 Perhitungan Beban Kalor ………………….....……………………...…. 32
4.3.1 Panas Pemanasan Untuk Menguapkan
Air Dalam Bahan ( Q1 )………… ….......…..……………….……. 32
4.3.2 Panas penguapan untuk menguapkan air dalam
bahan pada suhu 590C ( Q2 ) …………………......…………...….. 33
4.4 Perhitungan beban pemanas nampan …………...……..……………….. 33
4.4.1 Komponen yang terdapat dalam ruang pengering ..................……. 33
4.4.2 Panas komponen tray dalam ruang pengering ………...……..…… 34
4.4.3Panas pada dinding dalam (Q5) ………………...…………….…… 35

4.4.4Beban pemanasan (Qp) …………………...……………………….. 40
4.5 Kecepatan massa udara yang dibutuhkan di dalam ruang pengering ...… 45
4.6 Perhitungan jumlah pipa pemanasan ( n ) ………..……………...…...… 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………….… 52
5.1. Kesimpulan.................................................................................................52
5.2 Saran............................................................................................................53
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………….……… 54

DAFTAR LAMPIRAN
Daftar Riwayat Hidup
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Power point
Naskah Publikasi
Gambar kerja

DAFTAR TABEL

Daftar Tabel 2-1 Konduktivitas Termal Berbagai Bahan pada 0° C ……....…. 16
Tabel 4.1 : tebel T, ρ dan Cp ……………………………………….…………. 46

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tanaman cengkeh ( sizygium aromaticum ) …………...………...… 5
Gambar 2.2 Proses pengeringan cengkeh ……………………………...…….….. 6
Gambar 2.3 Perpindahan panas konduksi pada dinding ……………...…...…… 12
Gambar 2.4 Perpindahan panas konveksi …………………………...…………. 14
Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konveksi …………………...………………… 15
Gambar 2.6 Perpindahan panas radiasi ……………………...……….………… 15
Gambar 2.7 Aliran parallel flow dan profil temperature ……………………….. 19
Gambar 2.8 Aliran counter flow dan profil temperature ………………………. 21
Gambar 2.9 Aliran cross flow dan profil temperature …...………………….…. 22
Gambar 2.10 Contoh gambar heat exchanger tipe plat …………...…….……… 24
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan …………...…………………………… 25
Gambar 3.2 Konsep desain ………………...………………………….……….. 28
Gambar 5.1 Desain gambar ……………………….......……………...………… 53

DAFTAR PUSTAKA


Agung, Wahyunanto. 2002 Uji performasi alat pengering cengkeh.
Anonym, 2012. Pedoman Teknis Rehabilitasi Tanaman Cengkeh. Jakarta.
Anonym, 2013. Tabel massa jenis dan berat jenis.
Anonym, 2014. Makalah Panen dan Pasca Panen, blog.blogspot.com/2012/10/
penanganan-pasca-panen-pada.
Dedi. 2013. panen dan pasca panen cengkeh
Fachrul, 2014. makalah tekhnologi dan pasca panen cengkeh.
Holman, JP. 1994 Perpindahan kalor. Jakarta : Erlangga.
Ishak, 2013. Model pengeringan lapisan tipis cengkeh.
Kementrian Pertanian http://www.lablink.or.id./Env/Agro/cengkeh/cengkehpanen.htm. (Diakses pada november 2014)
Nanan Nurdjannah Cengkeh, Syzygium aromaticum minyak cengkeh,
diversifikasi produk. 11 jan 2015 15:38 .
Pengembangan.http://balittri.litbang.go.id/database/unggulan/bookletcengkeh.
Diakses pada tanggal 11 jan 2015.
Suharto, Ir. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta : Rineka Cipta.

1

BAB I
PENDAHULUAN


1.1

Latar Belakang
Tanaman cengkeh ( sizygium aromaticum ) merupakan tanaman

perkebunan/industri berupa pohon dengan family Myrtceae. Tanaman cengkeh
merupakan tanaman asli Indonesia. Ada beberapa pendapat yang menyatakan
kalau tanaman cengkeh berasal dari Maluku utara, kepulauan Maluku. Di daerah
kepulauan Maluku ditemukan tanaman cengkeh tertua di dunia dan di daerah itu
merupakan salah satu produksi cengkeh di dunia. Cengkeh mulai menyebar ke
seluruh dunia dibawa oleh orang Tionghoa menuju Malabar di India. Dari daerah
itulah cengkeh mulai menyebar ke eropa, sehingga orang eropa mulai banyak tau
tenaman cengkeh, sehingga orang eropa mulai banyak yang langsung mencoba
mencari tanaman cengkeh langsung dari sumbernya.
. Cengkeh digunakan sebagai bahan baku pembuatan rokok kretek di
samping penggunaannya sebagai rempah-rempah, obat herbal, dan pengawet
makanan. Hama dan penyakit berpotensi menjadi faktor pembatas produksi
tanaman cengkeh. perancangan ini adalah untuk membuat alat pengering cengkeh
di wilayah Kabupaten Kediri, Jawa Timur. Perancangan ini diawali wawancara

dengan petani cengkeh, petugas lapang/pekerja, dan pemilik perkebunan (swasta,
daerah, dan rakyat) untuk mendapatkan informasi mengenai teknik budidaya
cengkeh serta pengolahan yang dilakukan. Dilanjutkan dengan perancangan untuk
mengetahui perancangan alat yanag akan dibuat.
1

2

Cengkeh merupakan salah satu komoditas perkebunan yang bersifat
musiman yang mempunyai peranan penting dalam bidang pangan maupun non
pangan. Produksi cengkeh sebagian besar digunakan pada industri rokok kretek,
disamping itu tanaman cengkeh bisa juga digunakan untuk obat-obatan, kosmetik
dan parfum. Oleh karena sebab itu untuk mempertahan kan mutu cengkeh tersebut
dilakukan usaha pengeringan cengkeh, supaya cengkeh bisa tahan lama untuk
disimpan dan masih tetap dengan kualitas yang bagus.
Di indonesia cengkeh merupakan salah satu produk perkebunan yang
menjadi unggulan. Hal ini cukup beralasan karena Indonesia merupakan salah
satu penghasil cengkeh yang sangat melimpah. Namun dengan suasana iklim di
Indonesia yang sering terjadi mendung maupun hujan berlebih ketika musim
penghujan tiba, maka pengeringan cengkeh akan sangat terganggu.
Pengeringan cengkeh yang biasa digunakan oleh para peranai sampai saat
ini adalah masih dengan cara tradisional, yaitu dengan cara menjemur secara
langsung dibawah sinar matahari dengan memakai alas yang terbuat dari alas
tertentu. Namun pengeringan secara langsung mempunyai kekurangan ataupun
kerugian antara lain :
1.

Pengeringan tidak dapat berjalan secara baik, karena sangat tergantung
dengan intensitas cahaya matahari yang menyinari.

2.

Pemanfaatan energi panas matahari tidak terlalu efisien.

3.

Tidak aman atas kegiatan disekitar lokasi penjemuran cengkeh tersebut.
Berdasarkan pertimbangan diatas maka penyusun mengambil judul“

Perancangan Mesin Pengering Cengkeh

Kapasitas 5 kg / proses

menggunakan tipe Tray Dryer “ Mesin pengering cengkeh ini digunakan untuk
membantu

mengeringkan

cengkeh

menggunakan

mesin

supaya

dalam

3

pengeringan cengkeh bisa lebih efisien dan tidak terlalu bergantung pada sumber
sinar matahari. Mesin ini dirancang untuk membantu proses pengeringan cengkeh
dengan waktu yang lebih cepat dan efisien. Mesin ini dirancang untuk industri
berskala kecil ataupun sedang. Sehingga dalam proses pengeringan cengkeh
industri tersebut bisa lebih efisien.
1.2

Rumusan Masalah
Dalam perancangan ini, berdasarkan pada latar belakang diatas maka

rumusan masalah sebagai berikut :
1)

Bagaimana model dan dimensi alat pengering cengkeh.

2)

Bagaimana beban pemanasan pada pengering cengkeh.

1.3

Tujuan Perancangan
Adapun tujuan dari perancangan pengering cengkeh adalah sebagai

berikut:
1)

Mendapatkan model mesin pengering cengkeh dan dimensi komponen
pemanasnya.

2)

Memperoleh besarnya beban pemanasan.

1.4

Manfaat Perancangan
Manfaat perancangan mesin pengering cengkeh adalah sebagai solusi

mengatasi permasalahan proses pengeringan cengkeh, sehingga dalam keadaan
cuaca apapun proses produksi tetap berjalan. Dan diharapkan dapat menjadi acuan
dan referensi dasar pengeringan cengkeh.