PENGUJIAN MESIN PENGERING TIPE RAK (TRAY DRYER) SKALA LABORATORIUM UNTUK PENGERINGAN KAKAO.
TUGAS AKHIR
BIDANG KONSTRUKSI MESIN
PENGUJIAN MESIN PENGERING TIPE RAK (TRAY
DRYER) SKALA LABORATORIUM UNTUK
PENGERINGAN KAKAO
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
RYAN SATRIA
05 171 022
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ...............................................................................................................
i
KATA PENGANTAR .............................................................................................
ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
v
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
vi
DAFTAR SIMBOL .................................................................................................
vii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ........................................................................
1.1.
Latar Belakang ............................................................................
1
1.2.
Tujuan .........................................................................................
2
1.3.
Manfaat .......................................................................................
2
1.4.
Batasan Masalah .........................................................................
2
1.5.
Sistematika Penulisan ..................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA................................................................
2.1.
2.2.
BAB III
1
4
Teori Dasar Kakao .......................................................................
4
2.1.1
Morfologi Kakao ...........................................................
5
2.1.2
Kandungan Kimia Kakao.............................................
9
2.1.3
Pengolahan Kakao.........................................................
9
Teori Dasar Pengeringan .............................................................
11
2.2.1
Pengertian Dan Tujuan Pengeringan .....................
11
2.2.2
Tipe Alat Pengering...................................... ..................
14
2.2.3
Teori Pengeringan..................................... ......................
17
2.2.4
Teori Perpindahan Panas Pada Tray Dryer..............
19
2.2.5
Dasar – dasar Psikometri.......................................
2.2.6
Perhitungan Efisiensi Alat Pengering ............................
23
25
METODOLOGI..........................................................................
26
3.1.
26
Metodologi Pengujian .................................................................
iii
BAB IV
BAB V
3.2.
Instalasi Pengujian Alat Pengering .............................................
26
3.3.
Peralatan Pada Mesin Pengering Tray Dryer ..............................
28
3.4.
Alat Ukur .....................................................................................
30
3.5.
Sistematika Pengujian ..................................................................
33
3.6.
Perancangan pengujian ................................................................
33
3.6.1.
Bahan uji .......................................................................
33
3.6.2.
Variabel Yang Diukur ...................................................
33
3.6.3.
Prosedur Pengujian .......................................................
33
3.6.4.
Parameter Yang Digunakan ..........................................
34
HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................
36
4.1.
Data Pengujian..................................................................
36
4.2
Contoh Perhitungan .....................................................................
36
4.2.1
Perhitungan Kadar Air Yang Menguap ........................
36
4.2.2
Perhitungan Dan Menentukan Efisiensi Alat
Pengering ......................................................................
37
4.3
Tabel Perhitungan .......................................................................
38
4.4
Analisa dan Pembahasan .............................................................
40
PENUTUP...................................................................................
45
5.1.
Kesimpulan .................................................................................
45
5.2.
Saran ...........................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor yang dapat memberikan
kontribusi untuk peningkatan devisa Indonesia. Indonesia merupakan salah satu
negara pemasok utama kakao dunia setelah Pantai Gading (38,3%) dan Ghana
(20,2%) dengan persentasi 13,6%. Permintaan dunia terhadap komoditas kakao
semakin meningkat dari tahun ke tahun. Hingga tahun 2011, ICCO (International
Cocoa Organization) memperkirakan produksi kakao dunia akan mencapai 4,05
juta ton, sementara konsumsi akan mencapai 4,1 juta ton, sehingga akan terjadi
defisit sekitar 50 ribu ton per tahun (Suryani, 2007). Kondisi ini merupakan suatu
peluang yang baik bagi Indonesia karena sebenarnya Indonesia berpotensi untuk
menjadi produsen utama kakao dunia.
Namun, kualitas biji kakao yang diekspor oleh Indonesia dikenal sangat
rendah (berada di kelas 3 dan 4). Hal ini disebabkan oleh, pengelolaan produk
kakao yang masih tradisional sehingga kualitas kakao Indonesia menjadi rendah.
Kualitas rendah menyebabkan harga biji dan produk kakao Indonesia di pasar
internasional dikenai diskon USD200/ton atau 10%-15% dari harga pasar. Selain
itu, beban pajak ekspor kakao olahan (sebesar 30%) relatif lebih tinggi
dibandingkan dengan beban pajak impor produk kakao (5%), kondisi tersebut
telah menyebabkan jumlah pabrik olahan kakao Indonesia terus menyusut. Selain
itu para pedagang (terutama trader asing) lebih senang mengekspor dalam bentuk
biji kakao (non olahan).
Peningkatan produksi kakao mempunyai arti yang strategis karena pasar
ekspor biji kakao Indonesia masih sangat terbuka dan pasar domestik masih
belum tergarap. Permasalahan utama yang dihadapi perkebunan kakao dapat
diatasi dengan penerapan proses pengeringan yang lebih efisien dibandingkan
pengeringan dengan matahari langsung.
Pengeringan dilakukan sampai kadar air menjadi 7 – 8 % (setimbang
dengan udara berkelembaban 75 %). Kadar air kurang dari 6 %, biji akan rapuh
sehingga penanganan serta pengolahan lanjutnya menjadi lebih sulit. Kadar air
Pendahuluan
Tugas Akhir
lebih dari 9 % memungkinkan pelapukan biji oleh jamur. Pengeringan dengan
pemanas simar surya dapat memakan waktu 14 hari,
Dari permasalahan yang dihadapi petani di atas telah dilakukan berbagai
penelitian diantaranya
pengujian pengeringan dengan menggunakan mesin
pengering tipe rak dengan bahan bakar biomassa(bahan bakar padat) seperti
arang/ batok kelapa, kayu bakar dan dilakukan simulasi energetik terhadap
pengeringan biji kakao. Namun pada penelitian tersebut terbatas pada pengujian
kemampuan alat pengering dan kakao sebagai komoditi percobaan saja.
Oleh karena itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian lebih lanjut
dalam memperbaiki kualitas kakao dengan peralatan pengering tipe rak.
Penggunaan kayu bakar dalam penilitian ini merupakan langkah penghematan
penggunaaan bahan bakar minyak.
1.2
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui perubahan massa dan kadar air kakao setelah dilakukan proses
pengeringan.
2. Mengetahui kalor yang dibutuhkan dalam efisiensi mesin Tray Dryer saat
pengeringan kakao.
1.3
Manfaat
Dengan penelitian ini, nantinya dapat diperoleh kakao dengan kadar air
rendah dan mutu yang lebih tinggi. Selain itu juga waktu pengringan yang lebih
cepat. Sehingga metode ini bisa digunakan oleh para petani kakao untuk
meningkatkan pendapatan dalam produksi.
1.4
Batasan Masalah
Dalam pengujian ini, hanya memfokuskan pada perubahan massa dan
perubahan kadar air kakao selama proses pengeringan dengan rentan waktu
maksimal 8 jam dan kalor yang dihasilkan oleh mesin Tray Dryer yang dirancang
untuk skala laboratorium hanya untuk kebutuhan pengujian dengan temperatur
pengeringan berkisar antara 50o – 60o C.
Ryan Satria/05171022
2
Pendahuluan
1.5
Tugas Akhir
Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah serta
sistematika penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan tentang teori dasar kakao dan teori alat
pengering yang digunakan dalam penelitian ini
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjelaskan tentang metodologi pengujian pengeringan
kakao yang berisi gambar alat yang digunakan, tahapan –
tahapan pengujian, peralatan pengujian, alat ukur, serta
pelaksanaan pengujian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan tengang data hasil pengujian, grafik tentang
pengurangan kadar air terhadap waktu dan massa terhadap waktu.
BAB V
PENUTUP
Pada bab ini terdapat kesimpulan dan saran
Ryan Satria/05171022
3
BIDANG KONSTRUKSI MESIN
PENGUJIAN MESIN PENGERING TIPE RAK (TRAY
DRYER) SKALA LABORATORIUM UNTUK
PENGERINGAN KAKAO
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Pendidikan Tahap Sarjana
Oleh :
RYAN SATRIA
05 171 022
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG, 2012
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ...............................................................................................................
i
KATA PENGANTAR .............................................................................................
ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................
v
DAFTAR TABEL ....................................................................................................
vi
DAFTAR SIMBOL .................................................................................................
vii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ........................................................................
1.1.
Latar Belakang ............................................................................
1
1.2.
Tujuan .........................................................................................
2
1.3.
Manfaat .......................................................................................
2
1.4.
Batasan Masalah .........................................................................
2
1.5.
Sistematika Penulisan ..................................................................
3
TINJAUAN PUSTAKA................................................................
2.1.
2.2.
BAB III
1
4
Teori Dasar Kakao .......................................................................
4
2.1.1
Morfologi Kakao ...........................................................
5
2.1.2
Kandungan Kimia Kakao.............................................
9
2.1.3
Pengolahan Kakao.........................................................
9
Teori Dasar Pengeringan .............................................................
11
2.2.1
Pengertian Dan Tujuan Pengeringan .....................
11
2.2.2
Tipe Alat Pengering...................................... ..................
14
2.2.3
Teori Pengeringan..................................... ......................
17
2.2.4
Teori Perpindahan Panas Pada Tray Dryer..............
19
2.2.5
Dasar – dasar Psikometri.......................................
2.2.6
Perhitungan Efisiensi Alat Pengering ............................
23
25
METODOLOGI..........................................................................
26
3.1.
26
Metodologi Pengujian .................................................................
iii
BAB IV
BAB V
3.2.
Instalasi Pengujian Alat Pengering .............................................
26
3.3.
Peralatan Pada Mesin Pengering Tray Dryer ..............................
28
3.4.
Alat Ukur .....................................................................................
30
3.5.
Sistematika Pengujian ..................................................................
33
3.6.
Perancangan pengujian ................................................................
33
3.6.1.
Bahan uji .......................................................................
33
3.6.2.
Variabel Yang Diukur ...................................................
33
3.6.3.
Prosedur Pengujian .......................................................
33
3.6.4.
Parameter Yang Digunakan ..........................................
34
HASIL DAN PEMBAHASAN..............................................................
36
4.1.
Data Pengujian..................................................................
36
4.2
Contoh Perhitungan .....................................................................
36
4.2.1
Perhitungan Kadar Air Yang Menguap ........................
36
4.2.2
Perhitungan Dan Menentukan Efisiensi Alat
Pengering ......................................................................
37
4.3
Tabel Perhitungan .......................................................................
38
4.4
Analisa dan Pembahasan .............................................................
40
PENUTUP...................................................................................
45
5.1.
Kesimpulan .................................................................................
45
5.2.
Saran ...........................................................................................
45
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kakao merupakan salah satu komoditas ekspor yang dapat memberikan
kontribusi untuk peningkatan devisa Indonesia. Indonesia merupakan salah satu
negara pemasok utama kakao dunia setelah Pantai Gading (38,3%) dan Ghana
(20,2%) dengan persentasi 13,6%. Permintaan dunia terhadap komoditas kakao
semakin meningkat dari tahun ke tahun. Hingga tahun 2011, ICCO (International
Cocoa Organization) memperkirakan produksi kakao dunia akan mencapai 4,05
juta ton, sementara konsumsi akan mencapai 4,1 juta ton, sehingga akan terjadi
defisit sekitar 50 ribu ton per tahun (Suryani, 2007). Kondisi ini merupakan suatu
peluang yang baik bagi Indonesia karena sebenarnya Indonesia berpotensi untuk
menjadi produsen utama kakao dunia.
Namun, kualitas biji kakao yang diekspor oleh Indonesia dikenal sangat
rendah (berada di kelas 3 dan 4). Hal ini disebabkan oleh, pengelolaan produk
kakao yang masih tradisional sehingga kualitas kakao Indonesia menjadi rendah.
Kualitas rendah menyebabkan harga biji dan produk kakao Indonesia di pasar
internasional dikenai diskon USD200/ton atau 10%-15% dari harga pasar. Selain
itu, beban pajak ekspor kakao olahan (sebesar 30%) relatif lebih tinggi
dibandingkan dengan beban pajak impor produk kakao (5%), kondisi tersebut
telah menyebabkan jumlah pabrik olahan kakao Indonesia terus menyusut. Selain
itu para pedagang (terutama trader asing) lebih senang mengekspor dalam bentuk
biji kakao (non olahan).
Peningkatan produksi kakao mempunyai arti yang strategis karena pasar
ekspor biji kakao Indonesia masih sangat terbuka dan pasar domestik masih
belum tergarap. Permasalahan utama yang dihadapi perkebunan kakao dapat
diatasi dengan penerapan proses pengeringan yang lebih efisien dibandingkan
pengeringan dengan matahari langsung.
Pengeringan dilakukan sampai kadar air menjadi 7 – 8 % (setimbang
dengan udara berkelembaban 75 %). Kadar air kurang dari 6 %, biji akan rapuh
sehingga penanganan serta pengolahan lanjutnya menjadi lebih sulit. Kadar air
Pendahuluan
Tugas Akhir
lebih dari 9 % memungkinkan pelapukan biji oleh jamur. Pengeringan dengan
pemanas simar surya dapat memakan waktu 14 hari,
Dari permasalahan yang dihadapi petani di atas telah dilakukan berbagai
penelitian diantaranya
pengujian pengeringan dengan menggunakan mesin
pengering tipe rak dengan bahan bakar biomassa(bahan bakar padat) seperti
arang/ batok kelapa, kayu bakar dan dilakukan simulasi energetik terhadap
pengeringan biji kakao. Namun pada penelitian tersebut terbatas pada pengujian
kemampuan alat pengering dan kakao sebagai komoditi percobaan saja.
Oleh karena itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian lebih lanjut
dalam memperbaiki kualitas kakao dengan peralatan pengering tipe rak.
Penggunaan kayu bakar dalam penilitian ini merupakan langkah penghematan
penggunaaan bahan bakar minyak.
1.2
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui perubahan massa dan kadar air kakao setelah dilakukan proses
pengeringan.
2. Mengetahui kalor yang dibutuhkan dalam efisiensi mesin Tray Dryer saat
pengeringan kakao.
1.3
Manfaat
Dengan penelitian ini, nantinya dapat diperoleh kakao dengan kadar air
rendah dan mutu yang lebih tinggi. Selain itu juga waktu pengringan yang lebih
cepat. Sehingga metode ini bisa digunakan oleh para petani kakao untuk
meningkatkan pendapatan dalam produksi.
1.4
Batasan Masalah
Dalam pengujian ini, hanya memfokuskan pada perubahan massa dan
perubahan kadar air kakao selama proses pengeringan dengan rentan waktu
maksimal 8 jam dan kalor yang dihasilkan oleh mesin Tray Dryer yang dirancang
untuk skala laboratorium hanya untuk kebutuhan pengujian dengan temperatur
pengeringan berkisar antara 50o – 60o C.
Ryan Satria/05171022
2
Pendahuluan
1.5
Tugas Akhir
Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah serta
sistematika penulisan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menjelaskan tentang teori dasar kakao dan teori alat
pengering yang digunakan dalam penelitian ini
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjelaskan tentang metodologi pengujian pengeringan
kakao yang berisi gambar alat yang digunakan, tahapan –
tahapan pengujian, peralatan pengujian, alat ukur, serta
pelaksanaan pengujian.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini menjelaskan tengang data hasil pengujian, grafik tentang
pengurangan kadar air terhadap waktu dan massa terhadap waktu.
BAB V
PENUTUP
Pada bab ini terdapat kesimpulan dan saran
Ryan Satria/05171022
3