Gambar 5.6. Grafik kadar air jagung kering tiap tray kerosin vs kayu bakar
Dari gambar grafik di atas, dapat disimpulkan bahwa kadar air jagung kering untuk bahan bakar kayu bakar dan kerosin tiap jam mengalami penurunan kadar air
yang hampir sama pada masing – masing tray. Hanya saja untuk bahan bakar kayu bakar, penurunan kadar air tiap jam lebih cepat dari bahan bakar kerosin. Sehingga
dengan menggunakan bahan bakar kayu bakar, waktu yang diperlukan untuk mengeringkan jagung membutuhkan waktu selama 5 jam atau 1 jam lebih cepat dari
pada menggunakan bahan bakar kerosin. Hal ini dikarenakan distribusi suhu jika menggunakan bahan bakar kayu bakar lebih tinggi dari tiap tray pada alat pengering
selama proses pengeringan berlangsung.
5.2.4. Analisa Total Energi yang Dibutuhkan untuk Mengeringkan Jagung Per Siklus
1. Total energi yang dibutuhkan untuk proses pengeringan siklus dengan bahan
bakar kerosin a
Kebutuhan energi untuk pengeringan jagung Q
d
, dihitung dengan persamaan 2.5.
Q
d
= Q
t
+ Q
w
+ Q
l
dimana; Q
d
= energi pengeringan jagung, kkal Q
t
= energi pemanasan jagung, kkal Q
w
= energi pemanasan air jagung, kkal Q
l
= energi penguapan air jagung, kkal
Universitas Sumatera Utara
Energi untuk pemanasan jagung Q
t
, dihitung menggunakan persamaan 2.6.
Q
t
= W
jb
. cp
jagung
T
d
-T
a
= 9 kg × 0,486 kkalkg
o
C 67,964
o
C – 28
o
C = 174,8025 kkal
Energi pemanasan air jagung Q
w
, menggunakan persamaan 2.7. Q
w
= W
i
× cp
air
T
d
-T
a
= 3,591 kg × 1 kkalkg
o
C 67,964
o
C – 28
o
C = 143,511 kkal
Berat air yang dipindahkan selama proses pengeringan W
r
, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.8.
W
r
= W
i
– W
f
= 3,591 – 1,0796 = 2,5114 kg
Energi penguapan air jagung Q
l
, dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9.
Q
l
= W
r
× h
fg
= 2,5114 kg × 558,663 kkalkg = 1403,0263 kkal
Maka didapat energi yang dibutuhkan untuk pengering jagung Q
d
Q
d
= Q
t
+ Q
w
+ Q
l
= 174,8025 + 143,511 + 1403,0263 = 1721,3398 kkal
Jadi energi yang dibutuhkan untuk pengering jagung adalah 1721,3398 kkal. b
Energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
, dihitung dengan menggunakan persamaan 2.10.
Q
lt
= Q
lw
× N + Q
lv
dimana; Q
lw
= energi yang hilang melalui dinding box pengering, kkaljam Q
lv
= energi yang hilang dari ventilasi, kkaljam Kehilangan energi melalui dinding box pengering Q
lw
menggunakan beberapa asumsi sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1 Aliran panas berlangsung tunak steady dan temperatur tiap jam dianggap
konstan dan harganya diperoleh dengan merata-ratakan temperatur selama pengujian untuk tiap tingkat dan tiap titik pengujian.
2 Konduktifitas thermal bahan plat dan karet dianggap konstan.
3 Tidak ada pembangkit kalor sepanjang dinding.
4 Kehilangan kalor melalui dinding hanya diperhitungkan melalui dinding
samping kanan dan kiri dan dinding belakang. Kehilangan energi melalui dinding box alat pengering dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan 2.11 dan 2.12.
2 2
1 1
1 k
x k
x U
∆ +
∆ =
menyeluruh
T A
U Qlw
∆ ⋅
⋅ =
Dimana : U = Koefisien perpindahan kalor menyeluruh kkalm
2
h
o
C A = Luas penampang m
2
∆T = T
d
= 67,964 °C
k
1
= koefisien perpindahan kalor konduksi plat kkalmh
o
C k
2
= koefisien perpindahan kalor konduksi isolasi kkalmh
o
C ∆x
1
= tebal dinding alat pengering m = 2 mm = 0.002 m ∆x
2
= tebal lapisan isolasi m =10 mm = 0.01 m
1 ,
1 011
, 01
, 4
, 45
002 ,
1 =
+ =
U
C h
m kkal
o 2
Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang satu A
1
adalah : A
1
= 40 cm × 100 cm = 4000 cm
2
= 0,4 m
2
C 964
, 67
4 ,
1 ,
1
2 2
1
⋅ ⋅
= m
C h
m kkal
Qlw
o
904 ,
29
1
= Qlw
kkaljam Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang dua A
2
A
1
= A
2
= 40 cm × 100 cm = 4000 cm
2
= 0,4 m
2
904 ,
29
2 1
= = Qlw
Qlw kkaljam
Universitas Sumatera Utara
Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang tiga A
3
A
3
= 60 cm × 100 cm = 6000 cm
2
= 0,6 m
2
C 964
, 67
6 ,
1 ,
1
2 2
3
⋅ ⋅
= m
C h
m kkal
Qlw
o
86 ,
44
3
= Qlw
kkaljam Maka total kehilangan energi melalui dinding box pengering Q
lw
adalah Q
lw
= 29,904 + 29,904 + 44,86 = 104,668 kkaljam
Kehilangan energi melalui ventilasi Q
lv
, dapat dihitung dengan persamaan 2.13.
N Ta
Td cpw
V Qlv
− ×
=
•
dimana;
•
V = Debit udara ventilasi, dan dihitung dengan persamaan 2.14.
ar
Wr V
ρ 1000
× =
•
Massa jenis uap air ventilasi ρ
ar
, dihitung menggunakan persamaan 2.15. RHa
RHd
sa sd
ar
⋅ −
⋅ =
ρ ρ
ρ 70
59 ,
27 78
2 ,
83 1
× −
× =
ar
ρ 583
, 123
=
ar
ρ grm
3
Debit udara ventilasi
•
V , m
3
s
3
583 ,
123 5114
, 2
1000 m
gr kg
V ×
=
•
5653 ,
20321 =
•
V m
3
s Kehilangan energi melalui ventilasi Q
lv
jam C
C C
m kkal
m Qlv
o o
o
6 28
964 ,
67 281
, 5653
, 20321
3 3
− ×
= 8035
, 38034
= Qlv
kkaljam Karena ventilasi ruang pengering dibuka selama 10 menit tiap jamnya, maka
untuk 6 jam pengeringan ventilasi ruang pengering dibuka selama 60 menit. Jadi kehilangan energi melalui ventilasi selama pengeringan per siklus adalah :
Universitas Sumatera Utara
8035 ,
38034 =
Qlv kkaljam
× 1 jam 8035
, 38034
= Qlv
kkal Maka energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
Q
lt
= Q
lw
× N + Q
lv
= 668
, 104
kkaljam × 6 jam +
8035 ,
38034 kkal
= 38662,8115 kkal Jadi energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
adalah 38662,8115 kkal.
c Total Energi yang Dibutuhkan untuk Mengeringkan Jagung Per Siklus
Q
T
, menggunakan persamaan 2.16. Q
T
= Q
d
+ Q
lt
= 1721,3398 kkal + 38662,8115 kkal = 40384,15 kkalsiklus
Jadi total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung per siklus Q
T
dengan bahan bakar kerosin adalah 40384,15 kkalsiklus.
2. Total energi yang dibutuhkan untuk proses pengeringan siklus dengan bahan
bakar kayu bakar a
Kebutuhan energi untuk pengeringan jagung Q
d
, kkal Q
d
= Q
t
+ Q
w
+ Q
l
dimana; Q
d
= energi pengeringan jagung, kkal Q
t
= energi pemanasan jagung, kkal Q
w
= energi pemanasan air jagung, kkal Q
l
= energi penguapan air jagung, kkal Energi untuk pemanasan jagung Q
t
, kkal Q
t
= W
jb
. cp
jagung
T
d
-T
a
= 9 kg × 0,486 kkalkg
o
C 71,848
o
C – 28
o
C Q
t
= 191,7912 kkal Energi pemanasan air jagung Q
w
, kkal Q
w
= W
i
× cp
air
T
d
-T
a
= 3,591 kg × 1 kkalkg
o
C 71,848
o
C – 28
o
C
Universitas Sumatera Utara
Q
w
= 157,4582 kkal Berat air yang dipindahkan selama proses pengeringan W
r
, kg W
r
= W
i
– W
f
= 3,591 – 1,0829 = 2,5081 kg
Energi penguapan air jagung Q
l
, kkal Q
l
= W
r
× h
fg
= 2,5081 kg × 556,35 kkalkg = 1395,3814 kkal
Maka didapat energi yang dibutuhkan untuk pengering jagung Q
d
Q
d
= Q
t
+ Q
w
+ Q
l
= 191,7912 + 157,4582 + 1395,3814 = 1744,6308 kkal
Jadi energi yang dibutuhkan untuk pengering jagung adalah 1744,6308 kkal. b
Energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
, kkal Q
lt
= Q
lw
+ Q
lv
dimana; Q
lw
= energi yang hilang melalui dinding box pengering, kkaljam Q
lv
= energi yang hilang dari ventilasi, kkaljam Kehilangan energi melalui dinding box pengering Q
lw
menggunakan beberapa asumsi sebagai berikut :
1 Aliran panas berlangsung tunak steady dan temperatur tiap jam dianggap
konstan dan harganya diperoleh dengan merata-ratakan temperatur selama pengujian untuk tiap tingkat dan tiap titik pengujian.
2 Konduktifitas thermal bahan plat dan karet dianggap konstan.
3 Tidak ada pembangkit kalor sepanjang dinding.
4 Kehilangan kalor melalui dinding hanya diperhitungkan melalui dinding
samping kanan dan kiri dan dinding belakang.
2 2
1 1
1 k
x k
x U
∆ +
∆ =
menyeluruh
T A
U Qlw
∆ ⋅
⋅ =
Universitas Sumatera Utara
Dimana : U = Koefisien perpindahan kalor menyeluruh kkalm
2
h
o
C A = Luas penampang m
2
∆T = T
d
= 71,848 °C
k
1
= koefisien perpindahan kalor konduksi plat kkalmh
o
C k
2
= koefisien perpindahan kalor konduksi isolasi kkalmh
o
C ∆x
1
= tebal dinding alat pengering m = 2 mm = 0.002 m ∆x
2
= tebal lapisan isolasi m =10 mm = 0.01 m
1 ,
1 011
, 01
, 3
, 45
002 ,
1 =
+ =
U
C h
m kkal
o 2
Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang satu A
1
adalah : A
1
= 40 cm × 100 cm = 4000 cm
2
= 0,4 m
2
C 848
, 71
4 ,
1 ,
1
2 2
1
⋅ ⋅
= m
C h
m kkal
Qlw
o
6 ,
31
1
= Qlw
kkaljam Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang dua A
2
A
1
= A
2
= 40 cm × 100 cm = 4000 cm
2
= 0,4 m
2
6 ,
31
2 1
= = Qlw
Qlw kkaljam
Kehilangan energi melalui dinding alat pengering untuk penampang tiga A
3
A
3
= 60 cm × 100 cm = 6000 cm
2
= 0,6 m
2
C 848
, 71
6 ,
1 ,
1
2 2
3
⋅ ⋅
= m
C h
m kkal
Qlw
o
42 ,
47
3
= Qlw
kkaljam Maka total kehilangan energi melalui dinding box pengering Q
lw
adalah Q
lw
= 31,6 + 31,6 + 47,42 = 110,62 kkaljam
Kehilangan energi melalui ventilasi Q
lv
N Ta
Td cpw
V Qlv
− ×
=
•
dimana;
•
V = Debit udara ventilasi, m
3
s
Universitas Sumatera Utara
ar
Wr V
ρ 1000
× =
•
Massa jenis uap air ventilasi ρ
ar
, grm
3
RHa RHd
sa sd
ar
⋅ −
⋅ =
ρ ρ
ρ 70
59 ,
27 78
7 ,
14 2
× −
× =
ar
ρ 153
, 148
=
ar
ρ grm
3
Debit udara ventilasi
•
V , m
3
s
3
153 ,
148 5081
, 2
1000 m
gr kg
V ×
=
•
1206 ,
16929 =
•
V m
3
s Kehilangan energi melalui ventilasi Q
lv
jam C
C C
m kkal
m Qlv
o o
o
5 28
848 ,
71 281
, 1206
, 16929
3 3
− ×
= 7141
, 41717
= Qlv
kkaljam Karena ventilasi ruang pengering dibuka selama 10 menit tiap jamnya, maka
untuk 5 jam pengeringan ventilasi ruang pengering dibuka selama 50 menit atau 0,833 jam.
Jadi kehilangan energi melalui ventilasi selama pengeringan per siklus adalah : 7141
, 41717
= Qlv
kkaljam × 0,833 jam
37 ,
34763 =
Qlv kkal
Maka energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
Q
lt
= Q
lw
× N + Q
lv
= 62
, 110
kkaljam × 5 jam +
37 ,
34763 kkal
= 35316,47 kkal Jadi energi yang hilang dari dinding dan ventilasi ruang pengering Q
lt
adalah 35316,47 kkal.
c Total Energi yang Dibutuhkan untuk Mengeringkan Jagung Per Siklus
Q
T
, kkal Q
T
= Q
d
+ Q
lt
= 1744,6308 kkal + 35316,47 kkal
Universitas Sumatera Utara
Q
T
= 37061,1 kkalsiklus Jadi total energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung per siklus Q
T
dengan bahan bakar kayu bakar adalah 37061,1 kkalsiklus.
5.2.5. Analisa Kebutuhan Bahan Bakar yang Digunakan Selama Proses Pengeringan Jagung
