PENGERING PADI ENERGI SURYA DENGAN VARIASI TINGGI CEROBONG

  

PENGERING PADI ENERGI SURYA

DENGAN VARIASI TINGGI CEROBONG

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajad sarjana S-1

  

Diajukan oleh :

P. Susilo Hadi

NIM : 085214060

  

Kepada

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2012

  

PADDY SOLAR DRYER

WITH HEIGHT VARIATION OF CHIMNEY

FINAL PROJECT

Presented as Partial fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

By :

P. Susilo Hadi

Student Number : 085214060

  

To

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

TUGAS AKHIR

PENGERING PADI ENERGI SURYA DENGAN

VARIASI TINGGI CEROBONG

  

Disusun oleh :

Nama : P. Susilo Hadi NIM : 085214060

Telah disetujui oleh :

  Pembimbing Utama Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.

  Tanggal : …………………………

  

TUGAS AKHIR

PENGERING PADI ENERGI SURYA DENGAN

VARIASI TINGGI CEROBONG

  

Dipersiapkan dan disusun oleh:

Nama : P. Susilo Hadi NIM : 085214060

Telah dipertahankan di depan panitia penguji pada tanggal 25 Januari 2012

dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji :

  Nama Lengkap Tanda Tangan Ketua : Ir.Petrus Kanisius Purwadi,M.T …………… Sekretaris : I Gusti Ketut Puja, S. T., M. T. ……………

  Anggota : Ir.Franciscus Asisi Rusdi Sambada,M.T.

  …………… Yogyakarta, 26 Januari 2012 Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

  Yogyakarta Dekan ( Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si.,M.Sc.)

  

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan

tinggi di sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam

naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka Yogyakarta, 26 Januari 2012

  P. Susilo Hadi

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan

anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan dapat terselesaikan

dengan lancar. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang

berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat terselesaikannya

Tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah memberikan bantuannya, antara lain

  1. Romo Dr. Ir. P. Wiryono Priyotamtama, SJ., selaku Rektor Universitas Sanata Dharma.

  2. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si.,M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Ir. PK. Purwadi, M.T, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin.

  4. Bapak Ir, FA. Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir.

  5. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  6. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  7. Aditya Nugrahanto, teman seperjuangan dalam pembuatan Tugas Akhir ini.

  8. Rekan-rekan mahasiswa khususnya angkatan 2008 yang telah berjuang bersama dan memberikan masukan-masukan serta dorongan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  9. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas akhir.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu

diperbaiki dalam penulisan Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan

masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya.

Semoga penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis

maupun pembaca. Terima kasih.

  Yogyakarta, 26 Januari 2012 P.Susilo Hadi

  

INTISARI

Pengeringan merupakan salah satu proses yang penting pada pengolahan hasil

pertanian terutama padi. Pada umumnya pengeringan dilakukan dengan penjemuran

langsung,tetapi cara ini kurang efektif karena waktu yang dibutuhkan relatif lebih

lama. Salah satu alternatif mengatasi masalah tersebut adalah dengan alat pengering

menggunakan energi surya, disamping lebih efisien juga lebih ramah lingkungan.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui energi berguna, efisiensi kolektor, efisiensi

pengambilan kadar air, efisiensi sistem,penurunan massa padi dan tarikan tambahan

yang dihasilkan oleh cerobong.

  Ukuran kotak absorber adalah 2 m x 1 m, dengan tinggi rak pengering 0,8 m.

Variabel yang divariasikan adalah tinggi cerobong yaitu tinggi cerobong 0,1 m

dengan 2 m dan proses pengeringannya. Variabel yang diukur adalah

temperatur,kelembaban dan energi surya yang datang. Pengukuran temperatur dan

kelembaban dilakukan untuk udara masuk kolektor, udara keluar kolektor dan udara

keluar kotak pengering.

  Hasil penelitian menunjukkan bahwa energi berguna, efisiensi kolektor dan

efisiensi sistem pengeringan alat pengering padi dengan tinggi cerobong 2 m lebih

rendah 55,5 %,35,7 % dan 21,6 % dari alat pengering padi dengan tinggi cerobong

0,1 m. Efisiensi pengambilan kadar air dan tarikan pada cerobong pengering padi

dengan tinggi cerobong 2 m lebih tinggi 38,1 % dan 96,5 % dari alat pengering

dengan tinggi cerobong 0,1 m. Penurunan massa padi untuk pengeringan dengan alat

pengering lebih tinggi 200 % dari pengeringan konvensional. Kata kunci : padi, absorber, cerobong.

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………....…… i TITLE PAGE ..

  2.1 Dasar Teori ………………………………………………………... 5

  ……...…………………………………………...….. 13 3.2 Variabel yang Divariasikan ..

  3.1 Skema Alat ..

  2.6 Penelitian yang Pernah Dilakukan ……………………………....... 11 BAB III METODE PENELITIAN ………...…………………………………. 13

  2.5 Ta rikan Tambahan Pada Cerobong (∆p) ….....……........……..…... 9

  2.4 Efisiensi ……...…..………………………………………………... 6

  2.3 Energi Berguna ………..…............................................................... 6

  2.2 Prinsip Kerja .. …...…………………..…………………………... 6

  BAB II LAND ASAN TEORI …....…………………………………………... 5

  .………………………………………………………..………... ii HALAMAN PERSETUJUA N …………………………………………………. iii

LEMBAR PENGESAHAN ...…………………...…………………………….... iv

  1.4 Manfaat ……………….….……………………………………….. 4

  1.3 Tujuan Penelitian ....……….……..……………………………….. 4

  1.2 Rumusan Masalah ……..….……..……………………………….. 2

  1.1 Latar Belakang ………………..……………………………….…. 1

  …………………………………………………..………... xii

DAFTAR TABEL ….……………………………………………………………. xvii

BAB I PENDAHULUAN . …………………………………………………... 1

  

INTISARI ………………………………………………………………………. ix

DAFTAR IS I ……………………………………………………………………. x DAFTAR GAMBAR

  LEMBAR PERNYATAAN .....……………………………………………..….. v

KATA PENGANTAR …….....…………………………………………………. vi

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ......................... viii

  ……...…………………………...….. 14

  3.4 Langkah Penelitian ..

  ………………………..……………...……… 15

  3.5 Pengolahan dan Analisa Data ……………………………………. 16 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  17 ….……………………….......…..…

  4.1 Data Penelitian ……..………………………………………….….. 17

  4.2 Perhit ungan Data ……………………………………………….…. 42

  4.3 Grafik Hasil Perhitungan ….............................................................. 48

  

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 54

  5 .I Kesimpulan …................................................................................... 54

  5.2 Saran ............................................................................................. 55

  5.3 Penutup ............................................................................................. 55 Daftar Pustaka ……………………………………………………... 56 Lampiran ........................................................................................... 57

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Alat pengering energi surya ......................................................... 5 Gambar 2.2

  Pengering energi surya ……........................................................... 10

Gambar 3.1 Pengering energi surya dengan tampak depan dan tampak belakang ……….............................................................................. 13Gambar 3.2 Pengering energi surya dengan tampak samping …...................... 14Gambar 3.3 Posisi-posi si pengukuran ………………………………………… 15Gambar 4.1 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 0,1 m pengambilan data pertama ..

  …………………… 18

Gambar 4.2 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 0,1 m pe ngambilan data pertama ….…………………. 18

Gambar 4.3 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 0,1 m pengambilan data pertama ..

  ……………………. 19

Gambar 4.4 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 0,1 m pengambilan

  data pertama ……………………………………………………... 19

Gambar 4.5 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 0,1 m pengambilan

  data pertama ……………………………………………………... 20

Gambar 4.6 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 0,1 m pengambilan data

  pertama ... ………………………………………………………… 20

Gambar 4.7 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 0,1 m

  pengambi lan data pertama ……………………….……………… 21

Gambar 4.8 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data kedua …………………………. 22

Gambar 4.9 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data kedua ………….………………. 23

Gambar 4.10 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data kedua ………………………….. 23

Gambar 4.11 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  data kedua ………………………………………..….................... 24

Gambar 4.12 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  data kedua ...................................................................................... 24

Gambar 4.13 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan data

  kedua …………………………………………………………….. 25

Gambar 4.14 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  pengambilan data kedua ………………………………...……….. 25

Gambar 4.15 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data ketiga ………….……………… 26

Gambar 4.16 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data ketiga ..

  ………………. ……….. 27

Gambar 4.17 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggiGambar 4.18 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  cerobong 2 m pengambilan data keempat …………………...….. 31

Gambar 4.27 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan data

  data keempat ………………………………….…………………. 32

Gambar 4.26 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  data keempat ……………………………………….……………. 32

Gambar 4.25 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  cerobong 2 m pengambilan data keempat ………………..……… 31

Gambar 4.24 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggiGambar 4.23 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  data ketiga …………………………………………..…………… 28

  cerobong 2 m pengambilan data keempa t ……..….…..…………. 30

Gambar 4.22 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  pengambilan data ketiga …………………………………………. 29

Gambar 4.21 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  ketiga …………………………………………………………….. 29

Gambar 4.20 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan data

  data ketiga ………………………………………..…………….... 28

Gambar 4.19 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  keempat …………………………………………………….……. 33

Gambar 4.28 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  data kelima …………..………...………………………………… 36

Gambar 4.37 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data keenam ………………..………. 39

Gambar 4.36 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  pengambilan data kelima ……………………………..…….…… 37

Gambar 4.35 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  kelima ……………………………………………………………. 37

Gambar 4.34 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan dataGambar 4.33 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  pengambilan data keempat ……………………….……………… 33

  data kelima …………………………………………………….… 36

Gambar 4.32 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  cerobong 2 m pengambilan data kelima ………...……………….. 35

Gambar 4.31 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data kelima …….…………..……….. 35

Gambar 4.30 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data kelima …………………....……. 34

Gambar 4.29 Grafik hubungan temperatur basah kering masuk kolektor, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data keenam ……..………….……… 39

Gambar 4.38 Grafik hubungan temperatur basah kering keluar alat pengering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi

  cerobong 2 m pengambilan data keenam ………………..………. 40

Gambar 4.39 Grafik hubungan temperatur basah, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  data keenam ……………………..…………………...………….. 40

Gambar 4.40 Grafik hubungan temperatur kering, radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan

  data keenam ……………………………………….…………….. 41

Gambar 4.41 Grafik hubungan massa padi terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m pengambilan data

  keenam …………………………………………………………... 41

Gambar 4.42 Grafik hubungan kelembaban udara dan radiasi surya terhadap waktu untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  pengambilan data keenam ……………………………………….. 42

Gambar 4.43 Energi berguna .. …………….........……………………………… 48 Gambar 4.44

  Efisiensi kolektor ….…………………………………………….. 49 Gambar 4.45 Efisiensi pengambilan ......................................................

  ….……. 50

Gambar 4.46 Efisiensi sistem pengeringan ………………….…………………. 51Gambar 4.47 Rata-rata tarikan pad a cerobong untuk tiap percobaan ……..……. 52Gambar 4.48 Penurunan massa padi untuk tiap proses pengeringan …………… 53

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Pengambilan data pertama untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 0,1 m ………………………………………….…….…. 17Tabel 4.2 Pengambilan data kedua untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m …………………………...………….…………….. 21Tabel 4.3 Pengambilan data ketiga untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m …………………………………………………….. 26Tabel 4.4 Pengambilan data keempat untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m …………………………………………………….. 30Tabel 4.5 Pengambilan data kelima untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  ………………………………………........……….. 34

Tabel 4.6 Pengambilan data keenam untuk alat pengering dengan tinggi cerobong 2 m

  ……………………………………………………. 38

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pengeringan merupakan salah satu proses yang penting pada pengolahan hasil

pertanian. Cara pengeringan yang kurang baik akan mengakibatkan hasil pertanian

menjadi rusak seperti busuk, berjamur atau berubah warna. Hasil penelitian yang

dilakukan oleh Litbang Biro Pusat Statistik (BPS) antara tahun 2004 –2006

menunjukkan bahwa tingkat kerusakan hasil pertanian pasca panen berkisar 10,39 %

hingga 15,26 % dan salah satu faktornya adalah proses pengeringan yang kurang

baik.

  Sampai saat ini dibanyak daerah di Indonesia pengeringan hasil pertanian

masih dilakukan dengan cara penjemuran langsung. Cara ini dapat merusak kualitas

hasil pertanian karena radiasi ultraviolet, air hujan dan gangguan binatang.

Penjemuran secara langsung juga memerlukan waktu yang lama, padahal saat panen

raya hasil pertanian umumnya melimpah dan harus dikeringkan terlebih dahulu

sebelum disimpan atau dipasarkan. Cara pengeringan yang lain adalah menggunakan

alat pengering yang umumnya menggunakan bahan bakar minyak atau energi listrik.

  

Tetapi belum semua daerah di Indonesia memiliki jaringan listrik atau belum

memiliki sarana transportasi yang baik sehingga bahan bakar minyak tidak mudah

didapat. Selain itu penggunaan bahan bakar minyak atau energi listrik menyebabkan

biaya proses pengeringan menjadi mahal sehingga harga jual hasil pertanian menjadi

tinggi.

  Energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah di Indonesia

sehingga pemanfaatan energi surya dapat mengurangi atau bahkan menggantikan

penggunaan bahan bakar atau energi listrik dalam proses pengeringan hasil pertanian.

Alat pengering dengan memanfaatkan energi surya yang ada di Indonesia umumnya

menggunakan absorber jenis pelat yang terbuat dari tembaga atau alumunium.

  

Masalah yang ada dengan penggunaan absorber jenis pelat ini adalah dari segi biaya

masih termasuk mahal dan pembuatan alat pengering dengan absorber pelat termasuk

teknologi yang tidak sederhana bagi umumnya masyarakat pertanian di Indonesia.

  Jenis alat pengering energi surya yang lebih murah dan mudah dibuat adalah

alat pengering dengan menggunakan absorber jenis porus. Penelitian tentang

pengering energi surya jenis absorber porus ini terutama di Indonesia masih sedikit

sehingga masih perlu dilakukan banyak penelitian. Penelitian ini bermaksud

mengetahui proses pengeringan yang lebih efisien dan variasi tinggi cerobong yang

tepat untuk alat pengering padi energi surya. Dapat tidaknya jenis pengering energi

surya dengan absorber porus ini dimanfaatkan untuk pengeringan padi ditentukan

oleh efisiensi sistem pengeringan hasil pertanian yang dihasilkan.

1.2 Rumusan Masalah

  Analisa matematis untuk memperkirakan efisiensi pengeringan pada

pengering dengan absorber jenis porus masih sukar dilakukan, hal ini karena

mekanisme perpindahan panas udara pada absorber porus merupakan mekanisme

yang rumit. Maka penelitian ini dilakukan secara eksperimental untuk mengetahui

efisiensi pengeringan yang dihasilkan. Variabel yang mempengaruhi efisiensi

  2

terutama adalah luas absorber. Luas absorber yang digunakan adalah 8 dengan

bahan alumunium. Sebagai bahan yang dikeringkan pada penelitian ini digunakan

padi. Padi dipilih karena padi merupakan hasil pertanian yang paling umum di

pedesaan.

  Efisiensi pengeringan pada dasarnya merupakan perbandingan antara energi

yang terpakai untuk pengeringan (untuk memanasi udara pada kolektor) dengan

energi surya yang datang. Besarnya energi yang terpakai ditentukan oleh temperatur

dan tekanan udara yang akan mengeringkan hasil pertanian setelah melewati

absorber. Semakin besar temperatur dan tekanan udara yang dihasilkan alat

pengering maka semakin besar juga energi yang terpakai untuk pengeringan

sehingga efisiensi pengeringan akan semakin besar. Dengan menggunakan absorber

yang lebih luas maka temperatur udara yang dihasilkan juga semakin tinggi, tetapi

tekanan udara akan semakin kecil karena luas absorber yang lebih besar akan

menimbulkan hambatan aliran udara yang lebih besar. Jika temperatur udara atau

tekanan yang dihasilkan terlalu kecil maka proses pengeringan bahan tidak akan

optimal, sehingga dari hasil penelitian ini diharapkan dapat diketahui tinggi cerobong

yang dapat menghasilkan perbedaan tekanan yang sesuai, supaya dapat

meningkatkan efisiensi pengeringan. Dalam penelitian ini tinggi cerobong yang

digunakan adalah 0,1 m dan 2 m,karena lebih mudah dalam pembuatan dan analisa

data yang dihasilkan.

1.3 Tujuan Penelitian

  Tujuan yang ingin dicapai oleh penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.

  Mengetahui jumlah energi yang dipindahkan dari absorber ke udara (energi berguna) didalam kolektor surya.

  2. Mengetahui efisiensi pengambilan kadar air untuk tiap variasi tinggi cerobong pada pengering padi energi surya.

  3. Mengetahui efisiensi kolektor untuk tiap variasi tinggi cerobong pada pengering padi energi surya.

  4. Mengetahui efisiensi sistem pengeringan untuk tiap variasi tinggi cerobong pada pengering padi energi surya.

  5. Mengetahui tarikan tambahan pada cerobong untuk tiap variasi tinggi cerobong alat pengering padi energi surya.

  6. Mengetahui penurunan massa padi menggunakan alat pengering dan dengan pengeringan konvensional.

1.4 Manfaat

  Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.

  Membantu petani untuk mengolah hasil panen produk pertanian agar produk bertahan lama.

  2. Menambah kepustakaan teknologi pengeringan hasil pertanian energi surya.

  3. Untuk memberikan alternatif cara yang lebih mudah dan murah dalam

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

  Konstruksi pengering hasil pertanian yang umum (menggunakan absorber

pelat) dapat dilihat pada Gambar 2.1. Bagian utama dari pengering adalah absorber

(terletak dalam kotak kolektor) yang akan menerima energi surya yang datang dan

mengkonversikannya menjadi panas. Absorber ini berfungsi untuk memanasi udara

luar yang mengalir ke kotak tempat bahan yang akan dikeringkan secara alami (atau

dapat juga dengan bantuan blower). Udara yang sudah dipanasi absorber ini akan

mengalir menembus hasil pertanian yang akan dikeringkan. Pada saat udara panas ini

menembus hasil pertanian terjadi perpindahan panas dan massa air dari hasil

pertanian ke udara panas tersebut, proses ini disebut proses pengeringan.

Gambar 2.1 Alat Pengering Energi Surya

  2.2 Prinsip Kerja Prinsip kerja dari pengering padi energi surya sederhana yaitu udara yang

masuk ke kolektor dipanasi oleh sinar matahari dan di sirkulasikan melalui lapisan

padi dengan konveksi alamiah. Udara yang bertemperatur tinggi yang melalui lapisan

padi akan menguapkan air yang terkandung di dalam padi, sehingga terjadi proses

pengeringan. Cerobong memberikan tarikan tambahan, yang diciptakan oleh

perbedaan massa jenis antara udara di dalam dan di luar pengering. u

  2.3 Energi Berguna (Q ) Jumlah energi yang terpakai untuk memanasi udara di absorber (jumlah

energi yang dipindahkan dari absorber ke udara) disebut dengan energi berguna dan

dapat dinyatakan dengan persamaan: =

  (1)

. −

_ _ dengan : m : laju massa aliran udara dalam kolektor (kg/detik)

  O C : panas spesifik udara (J/(kg.

  C) P

  O : temperatur udara keluar kolektor (

  C) _ O

  : temperatur udara masuk kolektor (

  C) _

  2.4 Efisiensi Efisiensi dari suatu alat adalah perbandingan dari keluaran yang dihasilkan

dengan masukan yang diberikan. Unjuk kerja pengering padi menggunakan energi

u),

surya dinyatakan dengan energi berguna (Q efisiensi kolektor (  C ), efisiensi

  Efisiensi kolektor (  C ) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi

berguna dengan total energi surya yang datang ke kolektor, dan dapat dinyatakan

dengan persamaan:

  (2) = . dengan : Q : energi berguna ( W)

  U

  2 G T : intensitas energi surya yang datang (W/m )

2 A C : luas kolektor surya (m )

  Besarnya tingkat kelembaban udara (RH) menyatakan banyaknya komposisi

kadar air yang terkandung dalam udara (Cengel, 1989), dan dinyatakan dalam

persamaan :

  

2

(3)

  =

  (0.622+ )

  1

  1 dengan :

  1 : Kelembaban spesifik udara (kg H

  2 O/kg udara kering) ω

  2 : Kelembaban spesifik udara jenuh (kg H

  2 O/kg udara kering) ω P : Tekanan uap air jenuh pada temperatur kering (kPa) g1

  P : Tekanan udara luar (kPa) diperoleh dengan persamaan :

  0.622

  2 (4)

  =

  2 −

  2 dengan : P g2 : Tekanan uap air jenuh pada temperatur basah (kPa) P : Tekanan udara luar (kPa) diperoleh dengan persamaan :

  −

  1

  2

• 2

  2 = (5)

  1 −

  1

  2 dengan :

o

  C p : Panas spesifik udara (1.005 kJ/kg

  C) ω 2 : Kelembaban spesifik (kg H

2 O/kg udara kering)

  h fg2 : Enthalpy penguapan pada temperatur basah (kJ/kg) h g1 : Enthalpy uap jenuh pada temperatur kering (kJ/kg) o

  T : Temperatur udara kering (

  C)

  1 o T 2 : Temperatur udara basah (

  C) Efisiensi pengambilan (  P ) didefinisikan sebagai perbandingan uap air yang

dipindahkan (diambil) oleh udara dalam alat pengering dengan kapasitas teoritis

udara menyerap uap air, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

  −

  

_ _

=

  (6)

  −

  

_ _

dengan : : kelembaban relatif udara keluar alat pengering

  _ : kelembaban relatif udara masuk alat pengering

  _ : kelembaban jenuh adiabatis udara masuk alat pengering

  _ Efisiensi sistem pengeringan (  S ) didefinisikan sebagai perbandingan antara

energi yang digunakan untuk menguapkan air dari hasil pertanian yang dikeringkan

dengan energi yang datang pada alat pengering, dan dapat dinyatakan dengan

persamaan:

  W L 

   (7) s

  G A T c dengan : W : laju massa air yang menguap (kg/detik) L : kalor laten dari air yang menguap saat temperatur pengering (J/kg)

  2 G : intensitas energi surya yang datang (W/m ) T

2 A C : luas kolektor surya (m )

2.5 Tarikan tambahan pada cerobong (∆p)

  Tarikan tambahan pada cerobong yang diciptakan oleh perbedaan massa jenis

antara udara di dalam dan di luar pengering atau dengan perkataan lain, penurunan

tekanan anta ra kedua sisi lapisan padi (∆p) (arismunandar,W.,1995) dapat dilihat

pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pengering energi surya ∆p dapat dinyatakan dengan persamaan:

  ∆ =

  1

  1

  2

  2

− −

dengan :

• +

  (8)

  : Tinggi antara lapisan padi permukaan bawah dan dasar udara masuk

  1 kolektor (m).

  : Tinggi cerobong (m).

  3

kg m

 : Massa jenis udara diluar pengering. (

  ).

  3 : Massa jenis udara dibawah lapisan padi ( kg m )

  1

  3 : Massa jenis udara diatas lapisan padi ( kg m

  )

  2

  2 g : Percepatan gravitasi (9,81 m s ) Massa jenis udara ( ) diperoleh dengan persamaan :

  p

  (9) ρ =

  RT

  dengan :

  2 p : Tekanan absolut ( kN m ) R : Konstanta gas (Udara = 0,287 kN.m/(kg.K)).

  T : Temperatur absolut ( K atau R).

2.6 Penelitian yang Pernah Dilakukan

  Pengeringan merupakan cara terbaik dalam pengawetan bahan makanan dan

pengering energi surya merupakan teknologi yang sesuai bagi kelestarian alam

(Scanlin, 1997). Pengeringan dengan penjemuran langsung (tradisional) sering

menghasilkan kualitas pengeringan yang buruk. Hal ini disebabkan bahan yang

dijemur langsung tidak terlindungi dari debu, hujan, angin, serangga, burung atau

binatang lain. Kontaminasi dengan mikroorganisme yang terdapat di tanah dapat

membahayakan kesehatan (Häuser et. Al,2009). Kunci dari pengeringan bahan

makanan adalah mengeluarkan kandungan air secepat mungkin pada temperatur yang

tidak merusak bahan makanan tersebut. Jika temperatur terlalu rendah maka

mikroorganisme akan berkembang sebelum bahan makanan kering tetapi jika

temperatur terlalu tinggi maka bahan makanan dapat mengalami pengeringan yang

berlebih pada bagian permukaan (Kendall, 1998). Kelemahan utama dari pengering

energi surya adalah kecilnya koefisien perpindahan panas antara pelat absorber dan