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