xi PERANCANGAN MESIN PENGERING CENGKEH DENGAN KAPASITAS 25 KG/PROSES

PERANCANGAN MESIN PENGERING CENGKEH

DENGAN KAPASITAS 25 KG/PROSES

SKRIPSI

Diajukan Kepada

Universitas Muhammsdiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Oleh :

AHMAD BUDI MA’ANI 201010120311007

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayah-Nya laporan tugas akhir dengan judul

“PERANCANGAN MESIN PENGERING CENGKEH DENGAN KAPASITAS 15 KG/PROSES” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini.Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :

1. Kedua orang tua yang selalu memberikan support yang tiada hentinya dan selalu

mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang takkan terlupakan.

2. Bapak Ir. Eko Hariyadi. MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

3. Bapak Murjito, ST. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak/Ibu Dosen dan staff yang ada di Jurusan Teknik Mesin telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara langsung maupun tidak langsung.

5. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,B, C dan D.

6. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan kalian semuannya.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu, segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim-Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 15 Januari 2016

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL………...………i

POSTER………..ii

LEMBAR PENGESAHAN………...…………iii

LEMBAR ASISTENSI ………...………..iv

LEMBAR PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT.………...……….vi

ABSTRAK INDONESIA……….………....vii

ABSTRAK INGGRIS………..……….…..…viii

KATA PENGANTAR………...…ix

DAFTAR ISI……….….xi

DAFTAR GAMBAR….………xv

DAFTAR TABEL………..…...xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang………..1

1.2 Rumusan Masalah……….2

1.4 Manfaat Perancangan………2

1.5 Batasan Masalah………...2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Prinsip Dasar Sistem Penyegaran Udara………...……….….3

2.2 Definisi Penyegaran Udara………...……….…..3

2.3 Tanaman Cengkeh………...……….………..….4

2.4 Pemananfaat Cengkeh dalam Industri………6

2.5 Prinsip Kerja Mesin ………....7

2.6 Pemilihan Bahan………...……….…..8

2.7 Bahan Kontruksi Mesin Pengering..………9

2.8 Sistem Control Suhu.……….14

2.9 Jenis-jenis dan Kriteria Pemilihan Mesin Pengering..………15

2.9.1 Kriteria Pemilihan Alat Pengering.………...15

2.9.2 Jenis Alat Pengering....………..……....16

2.10 Proses Perpindahan Panas..….………..20

2.10.1 Perpindahan Panas Konveksi..….………...20

2.10.3 Perpindahan Panas Radiasi.……..………...24

2.11 Koefisiensi Perpindahan Kalor Menyeluruh ..………...25

BAB III METODE PERANCANGAN 3.1 Metode Perancangan………...26

3.2 Diagram Alir Perancangan………..27

3.2.1 Studi literatur.………27

3.2.2 Pengumpulan Data.………...28 3.2.4 Perancangan mesin..………..28

3.2.5 Analisa Hasil Perhitungan……….28

3.2.6 Gambar Kerja.………...28 3.3 Morfologi Mesin Pengering..………...29 3.4 Penentuan Dimensi Mesin Pengering...………...31

BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN 4.1 Data Perancangan……….33

4.2 Perhitungan Dimensi Ruang Pengering...………33

4.3 Analisa Kebutuhan Energi Selama Proses Pengeringan………..35

4.3.1 Analisa Energi Pemanasan Cengkeh (Qt)..………35

4.4 Kebutuhan Total Energi Selama Proses Pengeringan..………...37

4.5 Laju Perpindahan Panas………...36

4.5.1 Perhitungan Ruang Pemanas .………...39

4.7 Analisa Kebutuhan Bahan Bakar yang dibutuhkan..………...41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………..43

5.2 Saran………....44

DAFTAR PUSTAKA………..………45

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 : Skema kontur cengkeh..………..………..4

Gambar 2.2 : Kain tahan Api...………...12

Gambar 2.3 : Glasswoll…..………...13

Gambar 2.4 : Thermometer Digital..…..……….…..………14

Gambar 2.5 : Axial blower..…..……….………...15

Gambar 2.6 : Gambar Alat pengering tipe rak..…..………...16

Gambar 2.7 : Gambar Alat pengering berputar..……….………..17

Gambar 2.8 : Gambar Alat pengering beku....…..……….………...17

Gambar 2.9 : Gambar Alat pengering semprot...…..……….………...18

Gambar 3.1 :GambarDiagram Alir Perancangan……….27

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 : Tabel Kelembapan Relativ Suhu Udara……….5

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, (2015) badan penelitian dan pengembangan pertanian.

http://www.pustaka-deptan.go.id. Diakses tanggal 22 maret 2015.

Darmawan, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU, Junal Dinamis, Volume II, 2004.

Davies M.R.D, 2000 “on gaseous free covection heat transfer whit well defined boundary

condition” jurnal of heat transfer.

Holman, Jp.1994. Perpindahan Kalor. Penerbit Erlangga. Edisi Keenam. Jakarta. Joseph and larry, 1986. Perencanaan teknik mesin.jakata, erlangga.

Jurnal. https://onoe21.wordpress.com/laporan-agroklimatologi-tentang-stasiun-

kliQmatologi/pengukuran-suhu-dan-kelembaban-udara.

Najiyati dan Danarti, (2002) budidaya dan penanganan paskapanen cengkeh. Jakarta:

penebar swadaya halaman: 97.

Penyegaran Udara/Wiranto Aris Munandar, Heizo Saito.-cet.3.-jakarta : Pradnya Paramita,1986.

Shigley, Mitchell N. 2000. Termodinamika Teknik Jilid 1. Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta. Shigley, Mitchell N. 2000. Termodinamika Teknik Jilid 2. Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta.

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Cengkeh merupakan salah satu komoditas pertanian yang tinggi nilai ekonomisnya. Pemanfaatannya mulai beraneka ragam dari rempah-rempah kemudian berkembang sebagai bahan campuran rokok kretek dan pada saat ini telah dimanfaatkan di bidang industri farmasi sebagai bahan pembuatan minyak atsiri (Najiyati dan Danarti, 2002).

Proses pengeringan yang selama ini digunakan oleh petani cengkeh secara tradisional dengan memanfaatkan sinar matahari membutuhkan 2-3 hari dengan waktu pengeringan per hari antara 8-9 jam, kenyataannya proses pengeringan ini sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan (temperatur). Terkadang pasca panen petani cengkih bertepatan dengan musim penghujanan sehingga proses pengeringan secara tradisional menjadi kendala petani. Penelitian yang dilakukan oleh (Davies M. R. D, 2000)

Cengkeh kebanyakan digunakan sebagai bahan untuk produksi pada industri rokok kretek, sebagai bahan obat, kosmetik dan parfum. Oleh karena itu untuk mempertahankan mutu cengkeh tersebut dilakukan usaha pengeringan supaya tahan lama untuk disimpan dan memberikan nilai tambah.

Dalam perancangan ini, bertujuan untuk menerapkan ilmu yang didapat di bangku perkuliahan dengan menerapkan sistem pengeringan cengkeh dengan menggunakan uap panas yang berasal dari hasil pengovenan. Maka perancang ingin memudahkan para petani dalam mengeringkan cengkehnya.

1.2 Rumusan Masalah

Mengacu pada latar belakang permasalahan yang ada, adalah :

a) Bagaimana rancangan mesin pengering cengkeh kapasitas 25 kg per proses?

b) Berapa kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga dapat diketahui jumlah energi yang digunakan?

1.3Tujuan Perencanaan

a) memperoleh bentuk rancagan mesin pengering cengkeh kapasitas 25 kg per proses.

b) mengetahui berapa kalor yang dibutuhkan tiap kali proses pengeringan

dan energi yang digunakan. 1.4 Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh perancangan mesin ini ini adalah :

a) sebagai acuan untuk pembuatan mesin pengering cengkeh selanjutnya.

b) Untuk menghasilkan alat pengering yang dapat memudahkan petani cengkeh pada saat proses pengeringan cengkeh jika cuaca sedang tidak stabil.

1.5 Batasan Masalah

Untuk menghidari pembahasan yang terlalu meluas dalam tugas akhir ini diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut :

a) Kapasitas cengkeh yang dikeringkan 25 kg per proses

b) Daya blower tidak dibahas

c) Diasumsikan panas di dalam ruangan pengering merata

4.4 Kebutuhan Total Energi Selama Proses Pengeringan..………...37

4.5 Laju Perpindahan Panas………...36

4.5.1 Perhitungan Ruang Pemanas .………...39

4.7 Analisa Kebutuhan Bahan Bakar yang dibutuhkan..………...41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan………..43

5.2 Saran………....44

DAFTAR PUSTAKA………..………45 LAMPIRAN

xxi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 : Skema kontur cengkeh..………..………..4

Gambar 2.2 : Kain tahan Api...………...12

Gambar 2.3 : Glasswoll…..………...13

Gambar 2.4 : Thermometer Digital..…..……….…..………14

Gambar 2.5 : Axial blower..…..……….………...15

Gambar 2.6 : Gambar Alat pengering tipe rak..…..………...16

Gambar 2.7 : Gambar Alat pengering berputar..……….………..17

Gambar 2.8 : Gambar Alat pengering beku....…..……….………...17

Gambar 2.9 : Gambar Alat pengering semprot...…..……….………...18

Gambar 3.1 : Gambar Diagram Alir Perancangan……….27

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 : Tabel Kelembapan Relativ Suhu Udara……….5 Tabel 3.1 : Tabel Matrik Morfologi………15

xxiii

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, (2015) badan penelitian dan pengembangan pertanian. http://www.pustaka-deptan.go.id. Diakses tanggal 22 maret 2015.

Darmawan, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU, Junal Dinamis, Volume II, 2004. Davies M.R.D, 2000 “on gaseous free covection heat transfer whit well defined boundary condition” jurnal of heat transfer.

Holman, Jp.1994. Perpindahan Kalor. Penerbit Erlangga. Edisi Keenam. Jakarta. Joseph and larry, 1986. Perencanaan teknik mesin.jakata, erlangga.

Jurnal. https://onoe21.wordpress.com/laporan-agroklimatologi-tentang-stasiun- kliQmatologi/pengukuran-suhu-dan-kelembaban-udara.

Najiyati dan Danarti, (2002) budidaya dan penanganan paskapanen cengkeh. Jakarta: penebar swadaya halaman: 97.

Penyegaran Udara/Wiranto Aris Munandar, Heizo Saito.-cet.3.-jakarta : Pradnya Paramita,1986.

Shigley, Mitchell N. 2000. Termodinamika Teknik Jilid 1. Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta. Shigley, Mitchell N. 2000. Termodinamika Teknik Jilid 2. Erlangga. Edisi Keempat. Jakarta.

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Cengkeh merupakan salah satu komoditas pertanian yang tinggi nilai ekonomisnya. Pemanfaatannya mulai beraneka ragam dari rempah-rempah kemudian berkembang sebagai bahan campuran rokok kretek dan pada saat ini telah dimanfaatkan di bidang industri farmasi sebagai bahan pembuatan minyak atsiri (Najiyati dan Danarti, 2002).

Proses pengeringan yang selama ini digunakan oleh petani cengkeh secara tradisional dengan memanfaatkan sinar matahari membutuhkan 2-3 hari dengan waktu pengeringan per hari antara 8-9 jam, kenyataannya proses pengeringan ini sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan (temperatur). Terkadang pasca panen petani cengkih bertepatan dengan musim penghujanan sehingga proses pengeringan secara tradisional menjadi kendala petani. Penelitian yang dilakukan oleh (Davies M. R. D, 2000)

Cengkeh kebanyakan digunakan sebagai bahan untuk produksi pada industri rokok kretek, sebagai bahan obat, kosmetik dan parfum. Oleh karena itu

2 1.2 Rumusan Masalah

Mengacu pada latar belakang permasalahan yang ada, adalah :

a) Bagaimana rancangan mesin pengering cengkeh kapasitas 25 kg per proses?

b) Berapa kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga dapat diketahui jumlah energi yang digunakan?

1.3Tujuan Perencanaan

a) memperoleh bentuk rancagan mesin pengering cengkeh kapasitas 25 kg per proses.

b) mengetahui berapa kalor yang dibutuhkan tiap kali proses pengeringan dan energi yang digunakan.

1.4 Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh perancangan mesin ini ini adalah :

a) sebagai acuan untuk pembuatan mesin pengering cengkeh selanjutnya. b) Untuk menghasilkan alat pengering yang dapat memudahkan petani

cengkeh pada saat proses pengeringan cengkeh jika cuaca sedang tidak stabil.

1.5 Batasan Masalah

Untuk menghidari pembahasan yang terlalu meluas dalam tugas akhir ini diperlukan pembatasan masalah sebagai berikut :

a) Kapasitas cengkeh yang dikeringkan 25 kg per proses b) Daya blower tidak dibahas

c) Diasumsikan panas di dalam ruangan pengering merata d) Perhitungan dimensi cerobong tidak dibahas