Kebutuhan energi biomassa Kebutuhan energi listrik

Besarnya iradiasi surya yang diterima dan fluktuasinya merupakan ciri khas surya. Hal ini juga menentukan besar-kecilnya kinerja alat pengering. Pada mesin pengering yang diuji juga terdapat fotovoltaik sebagai komponen yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Dimensi fotovoltaik-nya adalah 940 x 500 x 50 mm dengan daya 50 W serta digunakan untuk menjalankan 2 unit kipas pendorong udara dingin.

7. Kebutuhan energi biomassa

Jumlah energi biomassa yang digunakan merupakan penggunaan biomassa yang terbakar untuk memanaskan air dalam tangki dan udara pemanas. Pengukurannya dengan menghitung selisih berat biomassa sebelum dipakai pembakaran dengan berat biomassa yang tersisa. Biomassa yang digunakan adalah sisa-sisa kayu gelondong. Satuan pengukurannya adalah kilogram kg.

8. Kebutuhan energi listrik

Energi listrik digunakan sebagai daya penggerak motor untuk memutar kipas pendorong udara HE melewati tungku biomassa, pompa HE air dan kipas penyebar rata panas. Kebutuhannya diukur berdasarkan daya tercantum pada spesifikasi alat dan lamanya alat bekerja. Jumlah energi listrik yang digunakan adalah besarnya daya listrik dikalikan dengan lama waktu operasi alat yang bersangkutan. Nilai hasil perhitungannya dinyatakan dalam satuan kW.h atau kW.jam. 36 Prosedur yang dilakukan dalam percobaanpengujian mesin pengering dijelaskan dalam gambar diagram alir berikut ini: Gambar 14. Diagram alir prosedur penelitian. 1. Persiapan bahan uji. Bahan uji adalah biji pala segar dengan kadar air tertentu. Untuk mengumpulkan biji pala hingga memenuhi jumlah yang dibutuhkan, biji pala yang telah terkumpul direndam dalam bak. Ini dilakukan untuk mencegah kerusakan dan busuk. Biji pala yang telah terkumpul melalui pembelian dari petani umumnya masih terbungkus fuli dan ukurannya tidak seragam. Fuli dipisah dari biji pala dengan menggosokkan pada tampi beralas saringan kawat ukuran 14 mesh 37 untuk dikeringkan tersendiri. Pada biji pala mudakecil sangat rawan rusakhancur jika langsung digosok. Karena fuli menempel kuat pada permukaan bakal tempurung biji pala muda. Oleh karena itu, proses perendaman akan memudahkan pemisahan fuli dan biji. Perendaman juga dimaksudkan untuk menyeragamkan kadar air biji yang akan dikeringkan. Setelah terpisah biji dan fuli-nya, penulis mengambil bahan sampel biji pala yang akan dikeringkan dan mengelompokkan sampel yang diukur menjadi 3 jenis, yakni pala besar a, pala kecil b dan pala sedang c. Kemudian biji dan fuli diangin-anginkanditiriskan selama semalam. Esok harinya, biji pala dan fuli siap dikeringkan 2. Bahan bakar biomassa kayu yang akan digunakan ditimbang jumlahbobotnya dan dicatat. Kemudian membuat pengapian hingga menjamin bahwa pengapian tidak padam dan memanaskan ruang pengering. 3. Pengambilan data kondisi awal bahan sebelum dikeringkan, meliputi penimbangan bobot keseluruhan dan bobot sampel untuk tiap rak yang diukurkontrol. 4. Bahan disebar merata 1 lapis pada 64 nampan yang tersedia. Kondisi alas nampan penadah banyak yang sudah rusak di tepi-tepinya. Sehingga pada saat diisi, penadah melendut.penadah jaring plastik 36 mesh. 5. Pengambilan data kondisi awal mesin pengering dan lingkungan sebelum memulai pengeringan, meliputi suhu dan iradiasi matahari. 6. Memasukkan bahan ke dalam mesin pengering dan memulai proses pengeringan bahan. 7. Pengaturan jalannya kipas pendorong, pengaduk, pompa dan kipas inlet secara intermitten 2 jam sekali atau kontinu. 8. Pengambilan data secara periodik selama proses pengeringan pada titik-titik sampel pengambilan data dan kontrol serta lingkungan sesuai metode penelitian hingga mencapai kadar air akhir bahan yang dikehendaki atau sesuai waktu yang ditentukan. 9. Pada jam ke-30, dilakukan reposisi nampan. Nampan-nampan yang sebelumnya di rak atas, dipindah ke rak bawah. Sebaliknya, yang di bawah 38 dipindah ke atas. Sementara, posisi sampel tetap pada rak sebelumnya agar diketahui profil laju pengeringannya. 10. Menghentikan proses pengeringan, jika seluruh bahan telah dinilai kering sesuai yang dikehendaki. Penilaian kering yang dikehendaki sesuai pendugaan dan kebiasaan yang dilakukan di tempat penelitian pendugaan kering oleh pengawai UD. Sari Awi. 11. Mengeluarkan bahan dari mesin pengering ke tempat penyimpanan. 12. Mengambil data kondisi akhir bahan setelah pengeringan, meliputi penimbangan bobot kering keseluruhan dan berat tiap sampelkontrol. 13. Pengambilan data jumlahbobot bahan bakar biomassa kayu setelah proses pengeringan. 14. Membawa contoh tiap sampel rakkontrol ke laboratorium untuk dicek kadar airnya. 15. Entri data pengeringan ke komputer. 16. Mempersiapkan kembali proses pengeringan selanjutnya hingga sebanyak ulangan yang telah ditentukan.

D. Alat dan Bahan

Bahan uji yang digunakan pada penelitian ini adalah biji pala yang terkumpul melalui pembelian dari masyarakat di sekitar Desa Ciherang Pondok, Caringin, Bogor. Adapun peralatan yang digunakan terdiri dari : • 1 unit mesin pengering hibrid berenergi surya tipe ERK kabinet dengan sistem pemanas tambahan biomassa yang telah ada di lokasi penelitian hasil hibah dari laboratorium Energi Listrik Pertanian, Departemen Teknik Pertanian IPB. • Pyranometer model MS-401 • Digital multimeter model 2506 A merek YEW • Termokopel tipe CC telah dikalibrasi, tercantum di Lampiran 4 • Chino Recorder Yokogawa HR-2500 E • Termometer alkohol telah dikalibrasi, tercantum di Lampiran 4 • Anemometer Kanomax Model 6011 39 • Timbangan digital model EK-1200 A, ketelitian 0.1 g • Timbangan duduk maks. 100 kg • Drying Oven SS-204 D Ikeda Scientific • Kassa-kapas, plester, gelas plastik kecil, kassa-parabola, dan obeng • Alat ukur panjang, kalkulator, komputer, dan alat tulis

E. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan mulai 1 s.d. 24 Mei 2007 bertempat di UD. Sari Awi, Ciherang Pondok, Caringin, Bogor. 40 41 Parameter Kebutuhan Energi No Pen strik Data gukuran Suhu Kadar air Waktu Pengeringan Laju aliran udara RH udara Iradiasi surya Biomassa Li 1. A tum asi alat lat ukur Termometer alcohol termocouple tipe CC Timbangan digital Drying Oven SS-204 D Ikeda Scientific Arlojijam dinding Anemometer Kanomax Model 6011 Termometer alcohol termocouple tipe CC sebagai bola basah Pyranometer Model MS-401 Timbangan duduk Tercan pada spesifik listrik 2. Ti pe --- tik ngukuran 13 titik atas-tengah- bawah lingkungan Sampel pada rak atas, tengah, bawah dan jemur --- Lubang inlet udara masuk, outlet udara kelar dan lingkungan 2 titik dalam mesin- bagian bawah dan lingkungan tempat yang tidak ada penghalang sinar matahari --- 3. Me pe at asi alat tu perasian an akhir perasian tode ngukuran Mengamati mencatat nilai yang ditunjukkan alat ukur pada waktuperiode pengukuran sebagai sensor suhu bola kering Menimbang berat awal-periodik-akhir bahansampel, kemudian mengeringkan bahansample hasil pengeringan dengan oven Mencatat waktu awal dan akhir pengeringan Sensor alat ukur diletakkan pada titik ukur, lalu lihat hasil yang ditampilkan layar saat kondisi stabil Sensor alat ukur yang dilindungi kassa basah sebagai sensor suhu bola basah kemudian diplotkan pada kurva psycrometrik Mengamati mencatat nilai yang ditunjukkan alat ukur pada waktuperiode. Nilai yang tercatat masih sebagai tegangan listrik Mencatat berat awal dan akhir pengeringan Mencat spesifik wak pengo awal d pengo 4. Wak pe -waktu perasian lama ringan tu ngukuran Periodik: - tiap 30 menit H1 - tiap 1 jam H2 - tiap 2 jam H3 Setelah akhir pengeringan, Perubahan kadar air: - tiap 30 menit H1 - tiap 1 jam H2 - tiap 2 jam H3 Awal dan akhir pengeringan Periodik: Tiap 1 jam Periodik: - tiap 30 menit H1 - tiap 1 jam H2 - tiap 2 jam H3 Siang hari Periodik: - tiap 30 menit H1 - tiap 1 jam H2 - tiap 2 jam H3 Awal dan akhir pengeringan Waktu pengo alat se penge 5. Sa pe tuan ngukuran o C bb atau bk jam mdt mV kg kW.h 6. Ket akan aan LN a ringan erangan Alat ukur telah dikalibrasi Profil suhu: Tanpa beban dan dengan beban pengeringan Rumus: Kadar air basis basah Rumus 2, Kadar air basis basah Rumus 3 Lakukan penyortiran biji pala: besar-kecil- sedang Definisi: total waktu yang dibutuhkan untuk mengeringkan biji pala --- Alat bantu: Tabel steam kurva psychrometrik Rumus: Nilai dikonversi ke iradiasi surya Rumus 5 Merupakan penggunaan biomassa yang terbakar selama pengeringan Merup penggun listrik P selam penge Tabel 7. Metode pengambilan data F. Perhitungan Parameter dan Analisis F.1. Suhu Ruang Pengeringan dan Sebarannya Ada 13 data pengukuran suhu yang diperoleh pada setiap percobaan mewakili titik-titik sebaran suhu di dalam ruang pengering dan lingkungan. Ke-13 data itu adalah 2 titik level atas T1 T2; bola kering, 4 titik level tengah Tdi, Tda, Tbi, dan Tba; bola kering, 4 titik level bawah bola kering: T3i T3a ; bola basah: T4i T4a, dan 3 titik lingkungan bola kering: TL TK; bola basah: TB. Data pengukuran lalu dikoreksi berdasarkan nilai koreksi kalibrasi instrumen Lampiran 4. Kemudian, untuk beberapa titik yang selevel dirata-ratakan nilainya. F.2. Laju Pengeringan Kadar air bahan pada suatu saat menjadi data pendahuluan perhitungan laju pengeringan. Penentuan kadar air suatu bahan diperoleh dari pengukuran metode pengeringan oven, dan penggunaan Rumus 1 dan atau Rumus 2. Sehingga laju pengeringan dapat dihitung berdasarkan Rumus 3. Kadar Air Basis Basah bb = 100 x m m m tan pada air air + Kadar Air Basis Kering bk = 100 x m m tan pada air Laju Pengeringan bk = t w w dt dW t t Δ − = F.3. Kapasitas Pengeringan Kapasitas pengeringan mesin dihitung berdasarkan banyaknya air yang diuapkan tiap jam, yaitu selisih berat awal dan berat akhir dan dibagi waktulama pengeringan. Kemudian perlu dianalisis lapisan distribusi penyebaran bahan dalam rak maupun nampan, pola laju udara pengering, dan kelembaban udara pengering. F.4. Efisiensi Penggunaan Energi Data-data pendahuluan yang dapat digunakan untuk menganalisis penggunaan energi sebagian diperoleh dari pengukuran. Sedangkan sebagian data lainnya, yakni karakteristik termal bahan serta suhu, RH dan kecepatan 42 volumetrik udara pengering diperoleh dari tabel karakteristik bahan jika ada secara khusus atau diasumsikan dengan bahan yang mendekati karakteristik bahan sebenarnya, tabel steam dan kurva psichrometrik Lampiran 18 dan 19. Kemudian data-data itu digunakan dalam menganalisis kebutuhan dan penggunaan energi pada mesin pengering selama pengeringan. Perhitungan penulis tentang analisis parameter efisiensi pada mesin pengering ini tercantum pada Lampiran 16 dan 17. Analisis parameter efisiensi penggunaan energi dihitung berdasarkan persamaan-persamaan berikut:

1. Panas yang Diterima Udara Pengering Q