Analisa Pengujian Mesin Pengering Gabah Dengan Pengaduk Berotari Kapasitas 11 Kg

  

ANALISA PENGUJIAN PERFORMANSI MESIN

PENGERING GABAH DENGAN PENGADUK

BEROTARI KAPASITAS 11 KG

SKRIPSI

  Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

TRISWANTO GINTING

NIM. 120421001

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karuniaNya serta nikmat kesehatan yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan sebaik-baiknya dan dalam waktu yang sesingkat-singkatnya.

  Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan agar memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun

  MESIN “ANALISA PENGUJIAN

  Tugas Sarjana yang dipilih dengan judul

  

PENGERING GABAH DENGAN PENGADUK BEROTARI KAPASITAS

  11 KG”

  Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini dengan ketulusan hati penulis ingin menghaturkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

  Kedua orang tua dan keluarga tercinta (Ayah) Rorogo Ginting, dan (Ibu) Rita br Surbakti yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, motivasi dan nasihat yang tak ternilai harganya. Serta kepada kakak saya yaitu Desmawati br Ginting, Amd, Herlinda br Ginting yang telah banyak memberi saya semangat.

  2. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing, memotivasi, dan membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

  3. Bapak Suprianto, ST. MT, yang juga banyak membantu dalam memberikan fasilitas alat penelitian dalam perancangan ini.

  4. Bapak Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME (Dekan Fakultas Teknik USU), beserta segenap staf dan jajarannya.

  5. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.

  6. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Sekretaris Departemen TeknikMesi n, Universitas Sumatera Utara.

  7. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.

  8. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2012 yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dan memberi masukan yang berguna demi kelengkapan Tugas Sarjana ini.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun penyajian Tugas Sarjana ini. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran-saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Tugas Sarjana ini dikemudian hari.

  Akhir kata, dengan segala kerendahan hati penulis memanjatkan doa kepada Tuhan Yang Maha Esa semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat untuk kita semua.

  Medan, Pebruari 2015 Penulis TRISWANTO GINTING

  

ABSTRAK

  Saat musim panen gabah yang jatuh pada waktu musim hujan dimana sinar matahari tidak setiap hari ada untuk menjemur gabah, petani sering mengalami kerugian. Gabah yang basah pada saat dipanen akan bertahan kurang lebih 2 hari, setelah itu akan rusak. Untuk mengatasi hal tersebut, dirancang mesin pengering gabah sederhana yang menggunakan bahan yang sederhana dan ada disekitar kita. Mesin ini sangat berguna pada waktu panen raya gabah yang bertepatan dengan musin hujan. Mesin ini menggunakan reaktor pembakaran sebagai sumber penghasil udara panas untuk mengeringkan gabah. Bentuk ruang/tempat gabah adalah drum, memiliki lubang saluran masukan udara panas dari reaktor pembakaran. pengujian pengeringan gabah yang dilakukan sebanyak 11 kg. Cara kerja mesin yaitu gabah 11 kg disimpan dalam wadah, bahan bakar dimasukkan kedalam Reaktor pembakaran berupa arang kayu dan cangkang kemiri lalu dibakar hingga menjadi bara api, lalu udaradialirkan ke wadah pengering. Selama 9 jam pengeringan, gabah dengan berat 11 kg mengalami penyusutan berat menjadi 9,3 kg. Setelah selesai pengeringan gabah dilakukan maka diketahui efisiensi mesin pengering gabah dengan tambahan alat pengaduk berotari ialah 84,54%.

  Kata kunci : Pengering gabah, reaktor pembakaran, gabah

  

ABSTRACT

When the grain harvest season falls during the rainy season where sunlight is not

every day there for drying grain, farmers often suffered losses. Wet grain at the

time of harvest will last approximately two days, after which it will be damaged.

To overcome this, a simple grain dryers designed machine that uses simple

ingredients and is around kita.Mesin is very useful at the time of the grain harvest

season coincides with this hujan.Mesin using combustion reactor as a source of

hot air for drying gabah.Bentuk room / where grain is the drum, has holes input

channel hot air from the combustion reactor. Tests conducted grain drying as

much as 11 kg. The workings of the machine is 11 kg of grain stored in a

container, fuel was added to the combustion reactor in the form of charcoal and

pecan shells and burned to embers, then air is passed kewadah dryers. Over 9

hours of drying, grain weighing 11 kg weight shrank to 9.3 kg. After completion of

grain drying is done then known engine efficiency grain dryers with additional

berotari stirrer is 84.54%.

DAFTAR ISI

  HALAMAN KATA PENGANTAR ............................................................................................. i ABSTRAK ................................................................................................................ iii ABSTRACT ............................................................................................................. iv DAFTAR ISI ............................................................................................................ v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... ix DAFTAR TABEL .................................................................................................... xi DAFTAR SIMBOL .................................................................................................. xii BAB I PENDAHULUAN .........................................................................................

  1

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

  1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 3

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

  1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................. 4

  1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................ 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................................

  6

  2.1 Kajian Pustaka ........................................................................................ 6

  2.2 Proses pengeringan padi ......................................................................... 8

  2.3 Tipe mesin pengering buatan .................................................................. 11 a.

  Tipe batch dryer ........................................................................ 11 b. Tipe deep bed ............................................................................ 12 c. Sistem thin layer ....................................................................... 13 d. Tipe continous drying ............................................................... 14

  e.

  3.2 Bagian – bagian mesin pengering gabah ................................................ 45 a.

  Bantalan duduk (Bearing) ............................................... 51 4)

  Sabuk ( belt ) .................................................................... 51 3)

  Puli ................................................................................... 50 2)

  Alat .............................................................................................. 50 1)

  3.3 Alat Dan Bahan ........................................................................................ 50 a.

  Tabung pengatur temperatur ....................................................... 49 h. Tutup saluran masuk dan saluran pembuangan gabah ................. 50

  Drum pengering ........................................................................... 48 e. Rangka/dudukan drum pengering gabah ..................................... 48 f. Tuas pemutar untuk pengaduk gabah ........................................... 49 g.

  Pipa saluran udara panas ke drum pengering gabah .................... 46 c. Pengaduk gabah ........................................................................... 47 d.

  Ruang bakar ................................................................................. 45 b.

  3.1 Tempat dan waktu pengujian .................................................................. 42

  Sistem tunnel dryer ................................................................... 15 f. Sistem drum dryer .................................................................... 17

  42

  Puli ........................................................................................... 37 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................

  Transmisi sabuk- V ................................................................... 30 b.

  2.9 Sabuk dan puli .......................................................................................... 28 a.

  Perpindahan panas secara konduksi .......................................... 25 b. Perpindahan panas secara konveksi ......................................... 26 c. Perpindahan panas secara radiasi .............................................. 27

  2.8 Perpindahan panas ................................................................................... 25 a.

  2.7 Peranan udara dalam proses pengeringan ............................................... 24

  2.6 Cara kerja mesin pengering gabah .......................................................... 21

  2.5 Rendemen dan mutu giling beras ............................................................ 20

  2.4 Kadar air ................................................................................................ 18

  Baut dan mur .................................................................... 52

  5) Plat aluminium ................................................................. 52

  4.1 Data hasil Pengujian ............................................................................. 62

  4.9 Efisiensi Pengeringan ........................................................................... 83

  4.8 Besarnya energi untuk menguapkan suhu produk .............................. 83

  4.7 Panas yang digunakan untuk menguapkan suhu produk .................... 82

  4.6 Panas yang digunakan untuk menaikan suhu produk ......................... 82

  4.5 Grafik waktu pengeringan .................................................................... 81

  Sebelum dimodifikasi ............................................................... 75 b. Setelah dimodifikasi ................................................................ 79

  4.4 Grafik penyusutan berat gabah ............................................................ 75 a.

  4.3 Laju pengeringan ................................................................................. 74

  Menghitung laju pindahan panas pada pipa ............................... 69 c. Pipa dari tabung temperatur ke drum pengering .......................... 72

  Pada alat pembakaran .................................................................. 66 b.

  4.2 Menghitung laju pindahan panas ......................................................... 66 a.

  62

  6) Timbangan........................................................................ 53

  3.5 Tahap pengujian mesin pengering gabah ................................................. 60 BAB IV ANALISA DATA .......................................................................................

  3.4 Diagram penelitian ................................................................................... 59

  Minyak tanah .................................................................... 58

  Cangkang kemiri .............................................................. 57 4)

  Arang ............................................................................... 57 3)

  Gabah ............................................................................... 56 2)

  Bahan ........................................................................................... 56 1)

  11) Gergaji mesin ................................................................... 56 b.

  10) Kunci ring dan kunci T .................................................... 55

  9) Rockwoll .......................................................................... 54

  8) Isolasi aluminium foil ...................................................... 54

  7) Termokopel ...................................................................... 53

  4.10 Biaya pembuatan alat .......................................................................... 84

  4.12 Harga jual mesin pengering gabah ............................................................

  86 4.13 Analisa titik impas ..............................................................................

  86 a. Biaya tetap (B.T) ......................................................................... 86 b.

  Harga jual (H.J) ........................................................................... 86 c. Biaya variable (B.V) ................................................................... 86 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................

  89

  5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 89

  5.2 Saran .................................................................................................... 90 DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................

  91 LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Padi......................................................................................

  37 Gambar 2.18 : Konstruksi puli ................................................................

  51 Gambar 3.13 : Bantalan duduk (Bearing .............................................

  50 Gambar 3.12 : Sabuk ( belt ) .................................................................

  50 Gambar 3.11 : Puli ................................................................................

  49 Gambar 3.10 : Tutup saluran masuk dan keluar drum pengering ..........

  49 Gambar 3.9 : Tabung pengatur temperatur ............................................

  48 Gambar 3.8 : Tuas pemutar ....................................................................

  48 Gambar 3.7 : rangka/dudukan drum pengering gabah ..........................

  47 Gambar 3.6 : Pembuatan drum pengering..............................................

  46 Gambar 3.5 : Pembuatan pengaduk gabah .............................................

  45 Gambar 3.4 : Pembuatan pipa saluran udara panas................................

  44 Gambar 3.3 : Reaktor .............................................................................

  43 Gambar 3.2 : Penampang mesin pengering gabah .................................

  41 Gambar 3.1 : Mesin pengering gabah ....................................................

  38 Gambar 2.19 : Sudut kontak....................................................................

  32 Gambar 2.17: Perhitungan panjang keliling sabuk ................................

  6 Gambar2.2 tipe batch dryer .................................................................

  31 Gambar 2.16 : Profil alur sabuk-V ..........................................................

  31 Gambar 2.15 : Ukuran penampang sabuk-V ...........................................

  28 Gambar 2.14 : Konstruksi sabuk V .........................................................

  27 Gambar 2.13: Berbagai macam sabuk transmisi daya ............................

  27 Gambar 2.12Perpindahan panas secara radiasi .......................................

  25 Gambar 2.11Perpindahan panas secara konveksi ...................................

  21 Gambar 2.10Perpindahan panas secara konduksi ...................................

  19 Gambar 2.9. Prinsip kerja mesin pengering gabah .................................

  17 Gambar 2.8 Moisture Tester ...................................................................

  16 Gambar 2.7 Tipe drum dryer ..................................................................

  15 Gambar 2.6 Tipe tunnel dryer .................................................................

  14 Gambar 2.5 Tipe continous drying..........................................................

  12 Gambar 2.4 Tipe thin layer .....................................................................

  12 Gambar 2.3 Tipe deep bed ...................................................................

  51

Gambar 3.14 : Bautdan mur ................................................................

  58 Gambar 4.1: Gabah yang belum dikeringkan .......................................

  81 Gambar 4.9: Grafik penjualan gabah ......................................................

  80 Gambar 4.8 : Grafik waktu pengeringan .................................................

  78 Gambar 4.7: Grafik penyusutan berat gabah setelah dimodifikasi .........

  72 Gambar 4.6 Grafik penyusutan berat gabah sebelum dimodifikasi ........

  69 Gambar 4.5 Penampang pipa tabung temperatur kedrum pengering ......

  66 Gambar 4.4 Penampang Pipa dari mesin ke tabung temperatur .............

  64 Gambar 4.3: Reaktor ...............................................................................

  64 Gambar 4.2 : Gabah yang telah dikeringkan ...........................................

  57 Gambar 3.25 : Minyak tanah ..................................................................

  52 Gambar 3.15 : Plat aluminium ............................................................

  57 Gambar 3.24 : Cangkang kemiri ............................................................

  56 Gambar 3.23 : Arang ..............................................................................

  56 Gambar 3.22 : Gabah .............................................................................

  55 Gambar 3.21 : Gergaji besi ....................................................................

  54 Gambar 3.20 : Kunci ring dan kunci T ..................................................

  54 Gambar 3.19:Rockwoll ...........................................................................

  53 Gambar 3.18: Isolasi aluminium foil .....................................................

  53 Gambar 3.17: Termokopel ....................................................................

  52 Gambar 3.16: Timbangan......................................................................

  88 DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi Mutu Beras Giling Pengadaan Dalam Negeri ......

  1

  85 Tabel 4.13: Total Biaya Pembuatan ........................................................

  84 Tabel 4.12 Daftar biaya jasa pembuatan mesin .....................................

  83 Tabel 4.11 Daftar biaya pembelian bahan...............................................

  82 Tabel 4.10Pengujian pengeringan gabah 11 kg .......................................

  73 Tabel 4.9Pengujian pengeringan gabah 10 kg .........................................

  72 Tabel 4.8 Mencari nilai h 4 .......................................................................

  70 Tabel 4.7 Mencari nilai h 1 untuk q r3 ........................................................

  70 Tabel 4.6 Mencari nilai h 4 .......................................................................

  r2 ........................................................

  untuk q

  68 Tabel 4.5 Mencari nilai h

  18 Tabel 2.2 Faktor koreksi ........................................................................

  5 .......................................................................

  67 Tabel 4.4 Mencari nilai h

  67 Tabel 4.3 Mencari nilai h 2 .......................................................................

  62 Tabel 4.2 Mencari nilai h 1 untuk q r1 .......................................................

  40 Tabel 4.1 Pengujian pengeringan gabah 11 kg ........................................

  39 Tabel 2.7 Diameter minimum puli .........................................................

  36 Tabel 2.6 Ukuran puli V .......................................................................

  35 Tabel 2.5 Panjang sabuk-V sempit..........................................................

  34 Tabel 2.4 Panjang sabuk –V standar .......................................................

  32 Tabel 2.3 Sabuk-V standar .....................................................................

  85 DAFTAR SIMBOL

  Simbol Arti Satuan Cp

  Kalor spesifik tekanan tetap J/kg.K

  QL Kalor laten J Le Kapasitas kalor spesifik laten J/kg m Massa zat kg Qs Kalor sensibel J

  ∆T Beda temperatur K

  ∆x Panjang/tebal pelat m

  h koefisien konveksi W(m

  2 K) A Luas penampang m2

k Koefisien konduksi W/m.K

t Interval waktu s

Tgl Temperatur gelas ukur K

Ts Temperatur permukaan adsorber K Tb Temperatur bawah adsorber K Tf Temperatur film K

TG Temperatur gelas ukur K

Qc Laju perpindahan panas konduksi W Qh laju perpindahan panas konveksi W Qr laju perpindahan panas radiasi W P Tekanan Vakum cmHg ε

  Efisiensi %

  ρ

  Massa jenis kg/cm3