Optimasi Penggunaan Absorben Pada Pengering Sistem Integrasi Energi Surya dan Desikan
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING
SISTEM INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
SKRIPSI
Oleh
NORA PANJAITAN
110405040
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING
SISTEM INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
SKRIPSI
Oleh
NORA PANJAITAN
110405040
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING SISTEM
INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyatan ini saya buat, apabila di kemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Nora Panjaitan
NIM : 110405040
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING SISTEM
INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan, Juli 2016
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS
NIP. 19611225 198903 1 003
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Ir. Bambang Trisakti, MT
NIP. 19660925 199103 1 003
Prof. Dr. Rosdanelli Hasibuan, MT
NIP. 19680808 199403 2 003
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi
dengan judul “Optimasi Penggunaan Absorben pada Pengering Sistem Integrasi
Energi Surya dan Desikan”, Berdasarkan hasil penelitian yang Penulis lakukan di
Laboratorium Energi Baru/Terbarukan Balai Riset dan Standarisasi Industri
Medan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana
Teknik.
Hasil penelitian ini memberikan informasi mengenai solusi yang dapat digunakan
pada malam hari untuk mencegah uap air yang ada di udara masuk kembali ke
dalam bahan yang sudah setengah kering pada siang harinya mengingat kakao
sangat rentan terhadap tumbuhnya jamur.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu
secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS dan Ibu Dr. Ir.
Sari Farah Dina, MT.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Nora Panjaitan
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Sahat M Panjaitan dan Florida Pardosi serta
kakak-adik tercinta, Christy dan Maritse yang telah banyak mendukung
dan mendoakan penulis sampai saat ini.
2. Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, M.S, selaku dosen pembimbing dan
Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU.
3. Dr. Ir. Sari Farah Dina, M.T, selaku dosen pembimbing lapangan yang
telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan
penelitian dan penulisan skripsi ini.
4. Ir. Bambang Trisakti, M.T dan Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T
yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
5. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T, selaku Koordinator Skripsi Departemen
Teknik Kimia USU.
7. Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, M.S sebagai Dosen Pembimbing
Akademik.
8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang
sangat berharga kepada penulis.
9. Henni D.D.Tampubolon atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
10. Pontius Pardede atas semangat, dorongan, dan informasi yang sudah
diberikan kepada penulis.
11. Sahabat-sahabat Khataiia terbaik yang selalu memberikan dukungan serta
doa untuk penulis yaitu Angel, Widya, Winda, Try, Chaterine, Steffanie,
Mutiara, dan Maria.
12. Sahabat-sahabat stambuk 2011 di Teknik Kimia USU khususnya Happy,
Fitri, Klaudia, Henni, Fahmi, Iloan, Windi, Anita dan Edy yang telah
memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
iv
Universitas Sumatera Utara
ivi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pertambahan massa absorben
terhadap efektivitas pengeringan malam hari, menentukan nilai difusivitas
pengeringan kakao, menetukan model kinetika pengeringan kakao, mengetahui
nilai konsumsi energi spesifik, dan mengetahui laju pengeringannya. Bahan yang
digunakan adalah biji kakao fermentasi. Variabel berubah dalam penelitian ini
adalah massa absorben yaitu 1 kg, 2 kg, dan 3 kg. Pengeringan dilakukan
menggunakan energi surya selama siang hari yang dilakukan mulai pukul 09.00
sampai dengan pukul 17.00 dengan Indirect Solar Dryer dan dilanjutkan dengan
penggunaan absorben pada pakal 17.00 – 09.00. Pengeringan dihentikan pada saat
dicapai berat konstan. Hasil pengeringan terbaik diperoleh dari perbandingan
massa kakao dan absorben 1:3. Pada malam hari, massa kakao berkurang 19 % –
24 % dengan rentang RH 41 % – 79%. Difusivitas efektif dari hasil pengeringan
kakao berada pada rentang 1,16 x 10-10 – 1,38 x 10-10 (m2/detik). Model kinetika
yang paling sesuai untuk pengeringan kakao dengan variasi massa absorben ini
adalah Model Page. Konsumsi energi spesifik paling rendah yaitu 10,40 MJ/kg
H2O yang diuapkan. Laju pengeringan rata-rata adalah 0,0004 kg H2O/jam/kg
berat kering dengan kadar air akhir 4,63 % serta waktu pengeringan 26,8 jam.
Kata Kunci : pengeringan tak langsung, pengeringan kontinu, efektifitas
pengeringan, konsumsi energi spesifik, model kinetika pengeringan, difusivitas
efektif
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of the absorbent mass accretion to the
effectiveness of drying during off-sunshine, determining the value of effective
diffusivity drying cocoa, determine the kinetics model for drying cocoa, knowing the
value of specific energy consumption, and knowing the drying rate. Material used is
fermented cocoa beans. Variable change in this study is the mass of the absorbent ie,
1 kg, 2 kg, and 3 kg. Drying is using solar energy during sunshine hours, start at 9
a.m to 5 p.m. and continued by absorbent during off-sunshine, start at 5 p.m to 9 a.m.
Drying is done if the mass of the cocoa is constant. The best results of this study are
obtained from in comparison mass of the cocoa and absorbent 1 :3. In the offsunshine mass of the cocoa reduce 19 % - 24 % with a range of RH 41 % - 79 %.
Effective diffusivity cocoa is in the range 1,16 x 10-10 – 1,38 x 10-10 (m2/sec). The
most suitable kinetics model for drying cocoa is a Page model. The lowest of specific
energy consumption is 10,40 MJ/kg moist. The average of drying rate is 0,0004 kg
H2O/hour/kg dry mass with a moisture content 4,63 % and the drying time 26,8
hours.
Key words: indirect solar drying, continuous drying, effectiveness of drying, specific
energy consumption, effective diffusivity, and kinetics model of drying cocoa
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
iv
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR LAMPIRAN
viii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
4
1.3
TUJUAN PENELITIAN
4
1.4
MANFAAT PENELITIAN
5
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
5
TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1
BIJI KAKAO
6
2.2
PENGERING SURYA
6
2.2.1 Pengeringan Open Sun
6
2.2.2 Pengeringan Tak Langsung (Indirect Dryer)
7
2.2.3 Pengeringan Langsung (Direct Solar)
8
2.3
ENERGI SURYA
9
2.4
DESIKAN
9
2.5
KINETIKA PENGERINGAN
10
2.6
KONSUMSI ENERGI SPESIFIK
12
2.7
PSIKOMETRIK DI DALAM PENGERINGAN
13
2.8
FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU
viii
Universitas Sumatera Utara
BAB III
PENGERINGAN
15
METODOLOGI PENELITIAN
16
3.1
TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
16
3.2
BAHAN DAN PERALATAN YANG DIGUNAKAN
16
3.2.1 Bahan yang Digunakan
16
3.2.2 Peralatan yang Digunakan
16
3.2.3 Peralatan Pengujian
17
3.3
DIAGRAM KERJA
19
3.4
PROSEDUR KERJA
20
3.4.1 Efektifitas Pengeringan Siang Hari
20
3.4.2 Efektivitas Pengeringan Malam Hari
3.4.3 Difusivitas Efektif
3.4.4 Model Kinetika Pengeringan yang Sesuai
3.4.5 Konsumsi Energi Spesifik
3.4.6 Hubungan Laju Pengeringan dengan Waktu dan
Kadar Air
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
EFEKTIVITAS PENGERINGAN PADA SIANG HARI
EFEKTIVITAS PENGERINGAN PADA SIANG HARI
KEDUA UNTUK KETIGA SAMPEL
4.3
EFEKTIVITAS DESIKAN PADA PROSES
DEHIDRASI BIJI KAKAO PADA MALAM HARI
4.4
NILAI DIFFUSIVITAS EFEKTIF (DEFF) UNTUK
KETIGA SAMPEL
4.5
4.6
21
21
22
22
6
PERTAMA UNTUK KETIGA SAMPEL
4.2
20
MODEL PENGERINGAN
28
31
32
36
36
4.5.1 Moisture Ratio (Rasio Kelembaban)
36
4.5.2 Analisa Model Pengeringan
38
HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN DENGAN
WAKTU DAN KADAR AIR UNTUK KETIGA
41
SAMPEL
4.7
KONSUMSI ENERGI SPESIFIK (KES)
43
ix
Universitas Sumatera Utara
x
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
46
4.1
KESIMPULAN
46
4.2
SARAN
47
DAFTAR PUSTAKA
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Prinsip Kerja dari Pengering Open Sun
7
Gambar 2.2
Prinsip Pengering Tak Langsung
8
Gambar 2.3
Prinsip Pengering Tak Langsung
8
Gambar 2.4
(a) Rancangan Isolator (b) Gradien Perpindahan Panas
12
Kolektor Surya
Gambar 2.5
Grafik Psikometrik : Sifat Campuran Udara dan Air-Uap
14
Gambar 3.1
Laptop
17
Gambar 3.2
RH dan T Data Logger
17
Gambar 3.3
Hobo Microstation Data Logger
18
Gambar 3.4
Load Cell
19
Gambar 3.5
Thermolaser
19
Gambar 3.6
Diagram Kerja Pengeringan Kakao Energi Surya
Menggunakan Absorben LiCl
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Prosedur Pengukuran
19
24
Flowchart Penelitian Optimasi Penggunaan Absorben
Pada Pengering Sistem Integrasi Energi Surya dan
Desikan
Gambar 4.1
27
(a) Kondisi Cuaca Pada Tanggal 25 November 2015, (b)
Kondisi Cuaca Pada Tanggal 27 November 2015, (c)
Kondisi Cuaca Pada Tanggal 17 Desember 2015
Gambar 4.2
29
(a) Temperatur dan RH didalam Box Pengering pada
Tanggal 25 – 26 November 2015 (b) Temperatur dan
RH didalam Box Pengering pada Tanggal 27 – 28
November 2015 (c) Temperatur dan RH didalam Box
Pengering pada Tanggal 17 – 18 Desember 2015
Gambar 4.3
30
(a) Kondisi Cuaca pada Tanggal 26 November 2015, (b)
Kondisi Cuaca pada Tanggal 28 November 2015, (c)
Kondisi Cuaca pada Tanggal 18 Desember 2015
32
xi
Universitas Sumatera Utara
xii
Gambar 4.4
Pengaruh
Massa
Absorben
LiCl
terhadap
Ratio
Humidity (RH) dan Temperatur Minimum yang Dicapai
34
Gambar 4.5
Pengurangan Massa Kakao pada Malam Hari
35
Gambar 4.6
Perbandingan Nilai Difusivitas Efektif dengan Waktu
36
Gambar 4.7
Hubungan MR (Moisture Ratio) dengan Waktu
Pengeringan Kakao Selama Proses Pengeringan
Gambar 4.8
37
Hasil Pencocokan Kurva Untuk Menggambarkan Model
Pengeringan Biji Kakao (a) Surya + Absorben (1:1) (b)
Surya + Absorben (1:2) (c) Surya + Absorben (1:3)
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Waktu Untuk
40
Ketiga Sampel
Gambar 4.9
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Kadar Air Untuk
41
Ketiga Sampel
Gambar 4.10
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Kadar Air Untuk
Ketiga Sampel
42
Gambar 4.11
Energi yang Diserap/Diterima Box Pengering
44
Gambar 4.12
Konsumsi Energi Spesifik Proses Pengeringan Biji Kakao
44
Gambar L2.1
Hubungan Ln MR vs t untuk Variasi Sampel Massa Absorben
: Kakao = 1 : 1
Gambar L2.2
98
Hubungan Ln (-Ln MR) vs Ln t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.3
100
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.4
101
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.5
102
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
103
Gambar L3.1
Foto Alat Indirect Solar Dryer
117
Gambar L3.2
Foto Sampel Kakao Sebelum Pengeringan
117
Gambar L3.3
Foto Sampel Kakao pada Pengeringan Malam Hari
118
Gambar L3.4
Foto Sampel Kakao Sesudah Pengeringan
118
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Penelitian Sebelumnya Tentang Alat Pengering Kakao
3
Tabel 1.2
Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
5
Tabel 2.1
Model Kinetika Pengeringan yang Digunakan
11
Tabel 3.1
Spesifikasi Pyranometer
20
Tabel 3.2
Spesifikasi Wind Velocity Sensor
21
Tabel 3.3
Spesifikasi Measurement Apparatus
21
Tabel 3.4
Spesifikasi T dan RH Smart Sensor
22
Tabel 3.5
Tabel Pengukuran yang Dilakukan dalam Penelitian
25
Tabel 4.1
Data Hasil Pengeringan Biji Kakao
33
Tabel 4.2
Bentuk Linier Model Pengeringan Biji Kakao
38
Tabel 4.3
Nilai Konstanta dan R2 Masing-Masing Model
Pengeringan
Tabel 4.4
Nilai R2, χ2 dan RMSE
38
39
Tabel L1.1 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.2 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.3 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L1.4 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.5 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.6 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 3
53
58
62
67
71
76
Tabel L1.7 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
80
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 1
xiii
Universitas Sumatera Utara
xiv
Tabel L1.8 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
82
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.9 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
85
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L1.10 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
87
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.11 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
90
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.12 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
93
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L2.13 Sifat Fisik Udara pada Temperatur Film 314,14 K
104
Tabel L2.14 Sifat Fisik Udara pada Temperatur 310,35 K
107
Tabel L2.15 Sifat Fisik Udara pada Temperatur 330,42 K
109
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN
53
L1.1 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 1
53
L1.2 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 2
67
L1.3 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH),SUHU LINGKUNGAN,
DAN INTENSITAS RADIASI MATAHARI
PERCOBAAN 1
80
L1.4 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH), SUHU LINGKUNGAN,
DAN INTENSITAS RADIASI MATAHARI
PERCOBAAN 2
87
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
96
L2.1 PERHITUNGAN BERAT KERING
96
L2.1.1 Perhitungan Berat Kering Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.2 PERHITUNGAN KADAR AIR
96
96
L2.2.1 Perhitungan Kadar Air Untuk Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.3 PERHITUNGAN LAJU PENGERINGAN
96
96
L2.3.1 Perhitungan Laju Pengeringan Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.4 PERHITUNGAN MOISTURE RATIO
97
97
L2.4.1 Perhitungan Moisture Ratio Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.5 PERHITUNGAN DIFFUSIVITAS EFEKTIF
97
98
L2.5.1 Perhitungan Diffusivitas Efektif Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.6 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN
98
99
L2.6.1 Perhitungan MRpred
99
L2.6.2 Perhitungan RSME (Root Mean Square Error)
103
L2.6.3 Perhitungan χ2 (Chi Square)
104
xv
Universitas Sumatera Utara
xvi
L2.7 MENGHITUNG KECEPATAN PROFIL KOLEKTOR
104
L2.8 MENGHITUNG TEMPERATUR MASUK RUANG
PENGERING
106
L2.9 MENGHITUNG KOEFISIEN KONVEKSI
107
L2.10 MENGHITUNG KEHILANGAN PANAS
111
L2.11 MENGHITUNG PANAS MASUK (QIN) PADA
KOLEKTOR
115
L2.12 MENGHITUNG PANAS YANG DIGUNAKAN (QU)
PADA KOLEKTOR
115
L2.13 MENGHITUNG PANAS REAKSI ABSORBEN
115
L2.14 MENGHITUNG KONSUMSI ENERGI SPESIFIK
116
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN
117
L3.1 FOTO ALAT INDIRECT SOLAR DRYER
117
L3.2 FOTO SAMPEL KAKAO SEBELUM PENGERINGAN
117
L3.3 FOTO SAMPEL KAKAO PADA PENGERINGAN
MALAM HARI
118
L3.4 FOTO SAMPEL KAKAO SESUDAH PENGERINGAN
118
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
DR
Drying Rate
RH
Relatif Humudity
ISD
Indirect Solar Drying
MR
Moisture Ratio
RSME
Root Mean Square Error
PCM
Phase Change Material
xvii
Universitas Sumatera Utara
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Satuan
A
Luas Bahan
m
dm
Perubahan massa sampel
gram
dt
Perubahan waktu
m
Massa sampel
gram
W
Berat sampel
gram
t
waktu
Mo
Berat awal bahan
Jam atau menit
gram
Mt
Berat saat t
gram
Mc
Berat bahan saat setimbang
gram
T
Suhu
L
Setengah tebal bahan
cm
Deff
R2
Difusivitas Efektif
Koefisien determinan
m2/detik
-
a
Konstanta model pengeringan
-
k
Konsanta model pengeringan
-
n
Konstanta model pengeringan
-
χ
Chi square
-
N
Jumlah data
-
Z
Jumlah data konstan
-
MRexp
MR percobaan
-
MRpred
MR prediksi
-
b
Bawah
-
dd
Dinding
-
d
Permukaan dalam
-
l
Permukaan luar
-
k
Kering sampel
-
kc
Kaca
-
ky
Kayu
-
2
o
C
Universitas Sumatera Utara
o
Kondisi awal
-
p
Plat absorber
-
r
Reaksi
-
rw
Rockwool
-
st
Styrofoam
-
t
Kondisi pada t detik
-
ud
Udara
-
loss
Hilang
-
rad
-
F’
Radiasi
Faktor efisiensi kolektor (90%)
%
h
Koefisien konveksi
W/m2.K
I
Intensitas radiasi matahari
W/m2
k
Konduktivitas termal
W/m.K
Q
Jumlah panas
J
r
Jari-jari ekivalen bola
m
T
Temperatur
K, oC
t
Waktu
detik
v
Kecepatan rata-rata
m/s
H
entalpi
kJ
xix
Universitas Sumatera Utara
SISTEM INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
SKRIPSI
Oleh
NORA PANJAITAN
110405040
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING
SISTEM INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
SKRIPSI
Oleh
NORA PANJAITAN
110405040
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING SISTEM
INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini
adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyatan ini saya buat, apabila di kemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan,
Juli 2016
Nora Panjaitan
NIM : 110405040
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
OPTIMASI PENGGUNAAN ABSORBEN PADA PENGERING SISTEM
INTEGRASI ENERGI SURYA DAN DESIKAN
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 22 Juli 2016 dan dinyatakan memenuhi
syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui,
Medan, Juli 2016
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT
NIP. 19681214 199702 2 002
Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS
NIP. 19611225 198903 1 003
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Ir. Bambang Trisakti, MT
NIP. 19660925 199103 1 003
Prof. Dr. Rosdanelli Hasibuan, MT
NIP. 19680808 199403 2 003
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi
dengan judul “Optimasi Penggunaan Absorben pada Pengering Sistem Integrasi
Energi Surya dan Desikan”, Berdasarkan hasil penelitian yang Penulis lakukan di
Laboratorium Energi Baru/Terbarukan Balai Riset dan Standarisasi Industri
Medan. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana
Teknik.
Hasil penelitian ini memberikan informasi mengenai solusi yang dapat digunakan
pada malam hari untuk mencegah uap air yang ada di udara masuk kembali ke
dalam bahan yang sudah setengah kering pada siang harinya mengingat kakao
sangat rentan terhadap tumbuhnya jamur.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mendapat pengarahan dan bimbingan dari dosen pembimbing penulis. Untuk itu
secara khusus penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, MS dan Ibu Dr. Ir.
Sari Farah Dina, MT.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2016
Penulis
Nora Panjaitan
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Sahat M Panjaitan dan Florida Pardosi serta
kakak-adik tercinta, Christy dan Maritse yang telah banyak mendukung
dan mendoakan penulis sampai saat ini.
2. Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, M.S, selaku dosen pembimbing dan
Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU.
3. Dr. Ir. Sari Farah Dina, M.T, selaku dosen pembimbing lapangan yang
telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan
penelitian dan penulisan skripsi ini.
4. Ir. Bambang Trisakti, M.T dan Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T
yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi
ini.
5. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
6. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T, selaku Koordinator Skripsi Departemen
Teknik Kimia USU.
7. Prof. Dr. Ir. M. Turmuzi Lubis, M.S sebagai Dosen Pembimbing
Akademik.
8. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia USU yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang
sangat berharga kepada penulis.
9. Henni D.D.Tampubolon atas kerjasamanya yang baik hingga akhir selama
melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini.
10. Pontius Pardede atas semangat, dorongan, dan informasi yang sudah
diberikan kepada penulis.
11. Sahabat-sahabat Khataiia terbaik yang selalu memberikan dukungan serta
doa untuk penulis yaitu Angel, Widya, Winda, Try, Chaterine, Steffanie,
Mutiara, dan Maria.
12. Sahabat-sahabat stambuk 2011 di Teknik Kimia USU khususnya Happy,
Fitri, Klaudia, Henni, Fahmi, Iloan, Windi, Anita dan Edy yang telah
memberikan banyak dukungan dan semangat kepada penulis.
iv
Universitas Sumatera Utara
ivi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pertambahan massa absorben
terhadap efektivitas pengeringan malam hari, menentukan nilai difusivitas
pengeringan kakao, menetukan model kinetika pengeringan kakao, mengetahui
nilai konsumsi energi spesifik, dan mengetahui laju pengeringannya. Bahan yang
digunakan adalah biji kakao fermentasi. Variabel berubah dalam penelitian ini
adalah massa absorben yaitu 1 kg, 2 kg, dan 3 kg. Pengeringan dilakukan
menggunakan energi surya selama siang hari yang dilakukan mulai pukul 09.00
sampai dengan pukul 17.00 dengan Indirect Solar Dryer dan dilanjutkan dengan
penggunaan absorben pada pakal 17.00 – 09.00. Pengeringan dihentikan pada saat
dicapai berat konstan. Hasil pengeringan terbaik diperoleh dari perbandingan
massa kakao dan absorben 1:3. Pada malam hari, massa kakao berkurang 19 % –
24 % dengan rentang RH 41 % – 79%. Difusivitas efektif dari hasil pengeringan
kakao berada pada rentang 1,16 x 10-10 – 1,38 x 10-10 (m2/detik). Model kinetika
yang paling sesuai untuk pengeringan kakao dengan variasi massa absorben ini
adalah Model Page. Konsumsi energi spesifik paling rendah yaitu 10,40 MJ/kg
H2O yang diuapkan. Laju pengeringan rata-rata adalah 0,0004 kg H2O/jam/kg
berat kering dengan kadar air akhir 4,63 % serta waktu pengeringan 26,8 jam.
Kata Kunci : pengeringan tak langsung, pengeringan kontinu, efektifitas
pengeringan, konsumsi energi spesifik, model kinetika pengeringan, difusivitas
efektif
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of the absorbent mass accretion to the
effectiveness of drying during off-sunshine, determining the value of effective
diffusivity drying cocoa, determine the kinetics model for drying cocoa, knowing the
value of specific energy consumption, and knowing the drying rate. Material used is
fermented cocoa beans. Variable change in this study is the mass of the absorbent ie,
1 kg, 2 kg, and 3 kg. Drying is using solar energy during sunshine hours, start at 9
a.m to 5 p.m. and continued by absorbent during off-sunshine, start at 5 p.m to 9 a.m.
Drying is done if the mass of the cocoa is constant. The best results of this study are
obtained from in comparison mass of the cocoa and absorbent 1 :3. In the offsunshine mass of the cocoa reduce 19 % - 24 % with a range of RH 41 % - 79 %.
Effective diffusivity cocoa is in the range 1,16 x 10-10 – 1,38 x 10-10 (m2/sec). The
most suitable kinetics model for drying cocoa is a Page model. The lowest of specific
energy consumption is 10,40 MJ/kg moist. The average of drying rate is 0,0004 kg
H2O/hour/kg dry mass with a moisture content 4,63 % and the drying time 26,8
hours.
Key words: indirect solar drying, continuous drying, effectiveness of drying, specific
energy consumption, effective diffusivity, and kinetics model of drying cocoa
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
iv
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR LAMPIRAN
viii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
4
1.3
TUJUAN PENELITIAN
4
1.4
MANFAAT PENELITIAN
5
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
5
TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1
BIJI KAKAO
6
2.2
PENGERING SURYA
6
2.2.1 Pengeringan Open Sun
6
2.2.2 Pengeringan Tak Langsung (Indirect Dryer)
7
2.2.3 Pengeringan Langsung (Direct Solar)
8
2.3
ENERGI SURYA
9
2.4
DESIKAN
9
2.5
KINETIKA PENGERINGAN
10
2.6
KONSUMSI ENERGI SPESIFIK
12
2.7
PSIKOMETRIK DI DALAM PENGERINGAN
13
2.8
FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU
viii
Universitas Sumatera Utara
BAB III
PENGERINGAN
15
METODOLOGI PENELITIAN
16
3.1
TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
16
3.2
BAHAN DAN PERALATAN YANG DIGUNAKAN
16
3.2.1 Bahan yang Digunakan
16
3.2.2 Peralatan yang Digunakan
16
3.2.3 Peralatan Pengujian
17
3.3
DIAGRAM KERJA
19
3.4
PROSEDUR KERJA
20
3.4.1 Efektifitas Pengeringan Siang Hari
20
3.4.2 Efektivitas Pengeringan Malam Hari
3.4.3 Difusivitas Efektif
3.4.4 Model Kinetika Pengeringan yang Sesuai
3.4.5 Konsumsi Energi Spesifik
3.4.6 Hubungan Laju Pengeringan dengan Waktu dan
Kadar Air
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
EFEKTIVITAS PENGERINGAN PADA SIANG HARI
EFEKTIVITAS PENGERINGAN PADA SIANG HARI
KEDUA UNTUK KETIGA SAMPEL
4.3
EFEKTIVITAS DESIKAN PADA PROSES
DEHIDRASI BIJI KAKAO PADA MALAM HARI
4.4
NILAI DIFFUSIVITAS EFEKTIF (DEFF) UNTUK
KETIGA SAMPEL
4.5
4.6
21
21
22
22
6
PERTAMA UNTUK KETIGA SAMPEL
4.2
20
MODEL PENGERINGAN
28
31
32
36
36
4.5.1 Moisture Ratio (Rasio Kelembaban)
36
4.5.2 Analisa Model Pengeringan
38
HUBUNGAN LAJU PENGERINGAN DENGAN
WAKTU DAN KADAR AIR UNTUK KETIGA
41
SAMPEL
4.7
KONSUMSI ENERGI SPESIFIK (KES)
43
ix
Universitas Sumatera Utara
x
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
46
4.1
KESIMPULAN
46
4.2
SARAN
47
DAFTAR PUSTAKA
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Prinsip Kerja dari Pengering Open Sun
7
Gambar 2.2
Prinsip Pengering Tak Langsung
8
Gambar 2.3
Prinsip Pengering Tak Langsung
8
Gambar 2.4
(a) Rancangan Isolator (b) Gradien Perpindahan Panas
12
Kolektor Surya
Gambar 2.5
Grafik Psikometrik : Sifat Campuran Udara dan Air-Uap
14
Gambar 3.1
Laptop
17
Gambar 3.2
RH dan T Data Logger
17
Gambar 3.3
Hobo Microstation Data Logger
18
Gambar 3.4
Load Cell
19
Gambar 3.5
Thermolaser
19
Gambar 3.6
Diagram Kerja Pengeringan Kakao Energi Surya
Menggunakan Absorben LiCl
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Prosedur Pengukuran
19
24
Flowchart Penelitian Optimasi Penggunaan Absorben
Pada Pengering Sistem Integrasi Energi Surya dan
Desikan
Gambar 4.1
27
(a) Kondisi Cuaca Pada Tanggal 25 November 2015, (b)
Kondisi Cuaca Pada Tanggal 27 November 2015, (c)
Kondisi Cuaca Pada Tanggal 17 Desember 2015
Gambar 4.2
29
(a) Temperatur dan RH didalam Box Pengering pada
Tanggal 25 – 26 November 2015 (b) Temperatur dan
RH didalam Box Pengering pada Tanggal 27 – 28
November 2015 (c) Temperatur dan RH didalam Box
Pengering pada Tanggal 17 – 18 Desember 2015
Gambar 4.3
30
(a) Kondisi Cuaca pada Tanggal 26 November 2015, (b)
Kondisi Cuaca pada Tanggal 28 November 2015, (c)
Kondisi Cuaca pada Tanggal 18 Desember 2015
32
xi
Universitas Sumatera Utara
xii
Gambar 4.4
Pengaruh
Massa
Absorben
LiCl
terhadap
Ratio
Humidity (RH) dan Temperatur Minimum yang Dicapai
34
Gambar 4.5
Pengurangan Massa Kakao pada Malam Hari
35
Gambar 4.6
Perbandingan Nilai Difusivitas Efektif dengan Waktu
36
Gambar 4.7
Hubungan MR (Moisture Ratio) dengan Waktu
Pengeringan Kakao Selama Proses Pengeringan
Gambar 4.8
37
Hasil Pencocokan Kurva Untuk Menggambarkan Model
Pengeringan Biji Kakao (a) Surya + Absorben (1:1) (b)
Surya + Absorben (1:2) (c) Surya + Absorben (1:3)
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Waktu Untuk
40
Ketiga Sampel
Gambar 4.9
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Kadar Air Untuk
41
Ketiga Sampel
Gambar 4.10
Hubungan Laju Pengeringan Terhadap Kadar Air Untuk
Ketiga Sampel
42
Gambar 4.11
Energi yang Diserap/Diterima Box Pengering
44
Gambar 4.12
Konsumsi Energi Spesifik Proses Pengeringan Biji Kakao
44
Gambar L2.1
Hubungan Ln MR vs t untuk Variasi Sampel Massa Absorben
: Kakao = 1 : 1
Gambar L2.2
98
Hubungan Ln (-Ln MR) vs Ln t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.3
100
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.4
101
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
Gambar L2.5
102
Hubungan MR vs t untuk Variasi Sampel Massa
Absorben : Kakao = 1 : 1
103
Gambar L3.1
Foto Alat Indirect Solar Dryer
117
Gambar L3.2
Foto Sampel Kakao Sebelum Pengeringan
117
Gambar L3.3
Foto Sampel Kakao pada Pengeringan Malam Hari
118
Gambar L3.4
Foto Sampel Kakao Sesudah Pengeringan
118
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Penelitian Sebelumnya Tentang Alat Pengering Kakao
3
Tabel 1.2
Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
5
Tabel 2.1
Model Kinetika Pengeringan yang Digunakan
11
Tabel 3.1
Spesifikasi Pyranometer
20
Tabel 3.2
Spesifikasi Wind Velocity Sensor
21
Tabel 3.3
Spesifikasi Measurement Apparatus
21
Tabel 3.4
Spesifikasi T dan RH Smart Sensor
22
Tabel 3.5
Tabel Pengukuran yang Dilakukan dalam Penelitian
25
Tabel 4.1
Data Hasil Pengeringan Biji Kakao
33
Tabel 4.2
Bentuk Linier Model Pengeringan Biji Kakao
38
Tabel 4.3
Nilai Konstanta dan R2 Masing-Masing Model
Pengeringan
Tabel 4.4
Nilai R2, χ2 dan RMSE
38
39
Tabel L1.1 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.2 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.3 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L1.4 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.5 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.6 Data Hasil Pengeringan Biji Kakao dengan Perbandingan
Massa Kakao : Absorben 1 : 3
53
58
62
67
71
76
Tabel L1.7 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
80
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 1
xiii
Universitas Sumatera Utara
xiv
Tabel L1.8 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
82
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.9 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 1 dengan
85
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L1.10 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
87
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 1
Tabel L1.11 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
90
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 2
Tabel L1.12 Data Relative Humidity (RH), Suhu Lingkungan, dan
Intensitas Radiasi Matahari Percobaan 2 dengan
93
Perbandingan Massa Kakao : Absorben 1 : 3
Tabel L2.13 Sifat Fisik Udara pada Temperatur Film 314,14 K
104
Tabel L2.14 Sifat Fisik Udara pada Temperatur 310,35 K
107
Tabel L2.15 Sifat Fisik Udara pada Temperatur 330,42 K
109
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN
53
L1.1 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 1
53
L1.2 DATA HASIL PENGERINGAN PERCOBAAN 2
67
L1.3 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH),SUHU LINGKUNGAN,
DAN INTENSITAS RADIASI MATAHARI
PERCOBAAN 1
80
L1.4 DATA RELATIVE HUMIDITY (RH), SUHU LINGKUNGAN,
DAN INTENSITAS RADIASI MATAHARI
PERCOBAAN 2
87
LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN
96
L2.1 PERHITUNGAN BERAT KERING
96
L2.1.1 Perhitungan Berat Kering Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.2 PERHITUNGAN KADAR AIR
96
96
L2.2.1 Perhitungan Kadar Air Untuk Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.3 PERHITUNGAN LAJU PENGERINGAN
96
96
L2.3.1 Perhitungan Laju Pengeringan Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.4 PERHITUNGAN MOISTURE RATIO
97
97
L2.4.1 Perhitungan Moisture Ratio Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.5 PERHITUNGAN DIFFUSIVITAS EFEKTIF
97
98
L2.5.1 Perhitungan Diffusivitas Efektif Untuk Sampel
Perbandingan Massa Kakao dan Absorben 1:1
L2.6 MODEL MATEMATIKA PENGERINGAN
98
99
L2.6.1 Perhitungan MRpred
99
L2.6.2 Perhitungan RSME (Root Mean Square Error)
103
L2.6.3 Perhitungan χ2 (Chi Square)
104
xv
Universitas Sumatera Utara
xvi
L2.7 MENGHITUNG KECEPATAN PROFIL KOLEKTOR
104
L2.8 MENGHITUNG TEMPERATUR MASUK RUANG
PENGERING
106
L2.9 MENGHITUNG KOEFISIEN KONVEKSI
107
L2.10 MENGHITUNG KEHILANGAN PANAS
111
L2.11 MENGHITUNG PANAS MASUK (QIN) PADA
KOLEKTOR
115
L2.12 MENGHITUNG PANAS YANG DIGUNAKAN (QU)
PADA KOLEKTOR
115
L2.13 MENGHITUNG PANAS REAKSI ABSORBEN
115
L2.14 MENGHITUNG KONSUMSI ENERGI SPESIFIK
116
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN
117
L3.1 FOTO ALAT INDIRECT SOLAR DRYER
117
L3.2 FOTO SAMPEL KAKAO SEBELUM PENGERINGAN
117
L3.3 FOTO SAMPEL KAKAO PADA PENGERINGAN
MALAM HARI
118
L3.4 FOTO SAMPEL KAKAO SESUDAH PENGERINGAN
118
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
DR
Drying Rate
RH
Relatif Humudity
ISD
Indirect Solar Drying
MR
Moisture Ratio
RSME
Root Mean Square Error
PCM
Phase Change Material
xvii
Universitas Sumatera Utara
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Satuan
A
Luas Bahan
m
dm
Perubahan massa sampel
gram
dt
Perubahan waktu
m
Massa sampel
gram
W
Berat sampel
gram
t
waktu
Mo
Berat awal bahan
Jam atau menit
gram
Mt
Berat saat t
gram
Mc
Berat bahan saat setimbang
gram
T
Suhu
L
Setengah tebal bahan
cm
Deff
R2
Difusivitas Efektif
Koefisien determinan
m2/detik
-
a
Konstanta model pengeringan
-
k
Konsanta model pengeringan
-
n
Konstanta model pengeringan
-
χ
Chi square
-
N
Jumlah data
-
Z
Jumlah data konstan
-
MRexp
MR percobaan
-
MRpred
MR prediksi
-
b
Bawah
-
dd
Dinding
-
d
Permukaan dalam
-
l
Permukaan luar
-
k
Kering sampel
-
kc
Kaca
-
ky
Kayu
-
2
o
C
Universitas Sumatera Utara
o
Kondisi awal
-
p
Plat absorber
-
r
Reaksi
-
rw
Rockwool
-
st
Styrofoam
-
t
Kondisi pada t detik
-
ud
Udara
-
loss
Hilang
-
rad
-
F’
Radiasi
Faktor efisiensi kolektor (90%)
%
h
Koefisien konveksi
W/m2.K
I
Intensitas radiasi matahari
W/m2
k
Konduktivitas termal
W/m.K
Q
Jumlah panas
J
r
Jari-jari ekivalen bola
m
T
Temperatur
K, oC
t
Waktu
detik
v
Kecepatan rata-rata
m/s
H
entalpi
kJ
xix
Universitas Sumatera Utara