Pengujian Alat Pengering Hibrida Pompa Kalor dan Surya Untuk Mengeringkan Biji Kakao
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Mesin pengering saat ini sedang berkembang pesat. Banyak sektor industry yang
menggunakan mesin pengering dalam berbagai proses pengeringan. Mulai dari skala
rumah tangga hingga skala industri produksi. Berbagai Perusahaan di bidang pertanian,
kesehatan, produksi makanan memerlukan mesin pengering bahan dalam pekerjaannya.
Untuk mendapatkan hasil produk dengan kualitas yang baik diperlukan bahan
pendukung yang berkualitas pula. Sebagian bahan yang berkualitas baik di peroleh
dengan perlakuan berupa pengeringan terlebih dahulu. Perusahaan yang berhubungan
dengan bahan herbal dapat menyerahkan pengeringan bahannya kepada perusahaan jasa
pengolahan bahan herbal atau membeli langsung bahan herbal pada perusahaan
pengering tanaman herbal yang ada telah di keringkan dan diolah terlebih dahulu. Bagi
perusahaan besar, memiliki alat pengering sendiri dan langsung mengolahnya sesuai
kebutuhan bukan suatu permasalahan.
Tetapi
untuk
perusahaan
pengolahan bahan herbal skala kecil-menengah, khususnya yang langsung memperoleh
tanaman herbal dengan sangat mudah, letaknya sangat dekat dengan sumber dan
menanam langsung tanaman herbal tersebut, tentulah merugikan jika harus
mengeluarkan biaya transportasi untuk mengirimkan tanaman herbal ke perusahaan
pengering terlebih dahulu atau jika membeli bahan dari perusahaan pengolahan herbal
yang lain yang harganya lebih tinggi. Ini disebabkan karena pengeringan terbuka atau
secara konvensional, langsung ke sinar matahari dan di letakkan terbuka dan disusun
langsung di area terbuka ternyata merusak bahan-bahan yang akan diolah. Kurang tepat
jika perusahaan tersebut memaksakan untuk membeli alat pengering yang ada dipasaran
yang relatif mahal, dan tidak semudah yang dibayangkan untuk biaya dan efisiensi.
Solusi yang tepat adalah memiliki dan menggunakan alat pengering sendiri yang murah,
sederhana dan tepat guna serta ramah lingkungan.
Oleh karena itu, melihat dan mempelajari penelitian-penelitian sebelumnya
tentang prinsip heat pump sederhana dan solar collector yang memenuhi konsep alat
pengering. Maka dalam penelitian ini digunakanlah prinsip heat pump sederhana namun
juga modifikasinya dengan prinsip solar collector. Dewasa ini dinamakan solar assisted
Universitas Sumatera Utara
heat pump drier. Mengingat energi surya menjadi energi yang menjanjikan untuk masa
ke depan. Sehingga pemanfaatan energi surya menjadi maksimal dalam dunia
keteknikan, khususnya teknik pengeringan. Konsep alat pengering ini murah (dengan
menggunakan bahan-bahan yang mudah didapat di pasaran), mudah dirakit (di
assembling) dan ukurannya bisa di sesuaikan untuk usaha berskala kecil ataupun besar.
Peralatan pengering yang berkapasitas besar memerlukan lahan atau tempat yang
begitu luas. Dimana lahan tersebut harus mendapat cahaya matahari sepenuhnya seluas
lahan tersebut untuk di manfaatkan oleh solar collector ,serta heat pump yang
berkapasitas besar. Selain itu ruang pengering yang besar setidaknya membutuhkan alat
angkat dalam memindahkannya. Dalam penelitian ini, digunakan kaki roda pada alat
pengeringnya agar dapat memindahkannya, serta ruangan pengering yang berukuran
2x2x1 meter. Tentunya alat pengering dalam penelitian ini tidak kapasitas besar namun
sangat mudah di modifikasinya bila rancangan selanjutnya untuk kapasitas besar.
Sehingga tidak mematokkan ukuran alat pengeringnya.
Sistem ini juga tidak menggunakan temperatur yang tinggi bagi seperti
perusahaan pengering yang sebagaimana sistem yang lain (misalnya sistem boiler).
Telah diketahui bahwa temperatur pengeringan bahan untuk olahan herbal tidak
memerlukan temperatur yang tinggi namun temperatur sedang (40⁰C-70⁰C) dengan
kelembapan udara yang rendah (udara kering). Konsep utama pengeringannya adalah
mendapat suhu dan kelembapan yang diinginkan serta COP heat pump yang baik.
Berawal dari konsep-konsep sederhana ini, sangat menjanjikan untuk kedepannya
dapat juga dikembangkan sistem yang lebih efektif dan efisien dalam pengeringan semua
bahan untuk pengolahan berbagai produk serta menjawab isu global dengan
menghasilkan produk yang ramah lingkungan.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan pengeringan dari sistem pengering ini yaitu:
1. Mengetahui waktu pengeringan, SMER, SEC dan Kadar air pengeringan bahan.
2. Penelitian ini di tujukan untuk meningkatkan kualitas dan harga tanaman pangan
yang nilai ekonomisnya tinggi seperti herbal, sayuran, buah-buahan dan obat-obatan.
3. Mengeringkan bahan dengan temperatur rendah sehingga bahan yang dikeringkan
tidak beresiko rusak. (permukaan menjadi hitam dan keriput).
Universitas Sumatera Utara
4. Mengetahui kelembapan udara di ruang pengering selama proses pengeringan
1.3. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas terlihat bahwa pemanfaatan pompa kalor (heat
pump) dan kolektor surya (solar collector) untuk proses pengeringan bahan makanan
dan herbal perlu terus dikembangkan, dikarenakan kemampuannya mengeringkan pada
temperatur rendah, biaya rendah, operasi bisa dilakukan dibawah kondisi ruangan
lembab dan terutama ramah lingkungan. Pengeringan terhadap bahan makanan dan
herbal perlu agar bisa tahan lama, efektif dan efisien dalam pengiriman kemana saja.
Untuk itu, perlu pembahasan dan pengembangan desain awal untuk membuat sistem
pengering menggunakan pompa kalor (heat pump) dan kolektor surya (solar collector).
Universitas Sumatera Utara
1.4. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini,memiliki beberapa batasan masalah,yaitu :
1. Pada pengujian ini hanya dibatasi untuk mencari SMER, SEC dan Kadar air saja.
2. Fisiologis bahan pada saat pengeringan dengan alat pengering tidak dibahas detail.
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini merupakan suatu upaya yang dilakukan agar dapat
diaplikasikan ke perusahaan berskala kecil, menengah hingga besar dalam
pengeringan bahan herbal, sayuran, buah-buahan dan lainnya.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari 5 bab.
BAB I merupakan pendahuluan. Bab ini memberikan gambaran menyeluruh
mengenai tugas akhir yang meliputi pembahasan latar belakang, tujuan
penulisan, perumusan masalah, manfaat penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II adalah tinjauan pustaka, dimana pada bab ini berisikan landasan teori dan
studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode
pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan. BAB III merupakan
metode penelitian yang berisikan metode dari pengerjaan meliputi langkahlangkah pengolahan dan analisa data. BAB IV adalah hasil dan pembahasan yang
berisi tentang hasil pengujian eksperimental. BAB V merupakan kesimpulan dan
saran yang berisikan jawaban dari tujuan penelitian.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Mesin pengering saat ini sedang berkembang pesat. Banyak sektor industry yang
menggunakan mesin pengering dalam berbagai proses pengeringan. Mulai dari skala
rumah tangga hingga skala industri produksi. Berbagai Perusahaan di bidang pertanian,
kesehatan, produksi makanan memerlukan mesin pengering bahan dalam pekerjaannya.
Untuk mendapatkan hasil produk dengan kualitas yang baik diperlukan bahan
pendukung yang berkualitas pula. Sebagian bahan yang berkualitas baik di peroleh
dengan perlakuan berupa pengeringan terlebih dahulu. Perusahaan yang berhubungan
dengan bahan herbal dapat menyerahkan pengeringan bahannya kepada perusahaan jasa
pengolahan bahan herbal atau membeli langsung bahan herbal pada perusahaan
pengering tanaman herbal yang ada telah di keringkan dan diolah terlebih dahulu. Bagi
perusahaan besar, memiliki alat pengering sendiri dan langsung mengolahnya sesuai
kebutuhan bukan suatu permasalahan.
Tetapi
untuk
perusahaan
pengolahan bahan herbal skala kecil-menengah, khususnya yang langsung memperoleh
tanaman herbal dengan sangat mudah, letaknya sangat dekat dengan sumber dan
menanam langsung tanaman herbal tersebut, tentulah merugikan jika harus
mengeluarkan biaya transportasi untuk mengirimkan tanaman herbal ke perusahaan
pengering terlebih dahulu atau jika membeli bahan dari perusahaan pengolahan herbal
yang lain yang harganya lebih tinggi. Ini disebabkan karena pengeringan terbuka atau
secara konvensional, langsung ke sinar matahari dan di letakkan terbuka dan disusun
langsung di area terbuka ternyata merusak bahan-bahan yang akan diolah. Kurang tepat
jika perusahaan tersebut memaksakan untuk membeli alat pengering yang ada dipasaran
yang relatif mahal, dan tidak semudah yang dibayangkan untuk biaya dan efisiensi.
Solusi yang tepat adalah memiliki dan menggunakan alat pengering sendiri yang murah,
sederhana dan tepat guna serta ramah lingkungan.
Oleh karena itu, melihat dan mempelajari penelitian-penelitian sebelumnya
tentang prinsip heat pump sederhana dan solar collector yang memenuhi konsep alat
pengering. Maka dalam penelitian ini digunakanlah prinsip heat pump sederhana namun
juga modifikasinya dengan prinsip solar collector. Dewasa ini dinamakan solar assisted
Universitas Sumatera Utara
heat pump drier. Mengingat energi surya menjadi energi yang menjanjikan untuk masa
ke depan. Sehingga pemanfaatan energi surya menjadi maksimal dalam dunia
keteknikan, khususnya teknik pengeringan. Konsep alat pengering ini murah (dengan
menggunakan bahan-bahan yang mudah didapat di pasaran), mudah dirakit (di
assembling) dan ukurannya bisa di sesuaikan untuk usaha berskala kecil ataupun besar.
Peralatan pengering yang berkapasitas besar memerlukan lahan atau tempat yang
begitu luas. Dimana lahan tersebut harus mendapat cahaya matahari sepenuhnya seluas
lahan tersebut untuk di manfaatkan oleh solar collector ,serta heat pump yang
berkapasitas besar. Selain itu ruang pengering yang besar setidaknya membutuhkan alat
angkat dalam memindahkannya. Dalam penelitian ini, digunakan kaki roda pada alat
pengeringnya agar dapat memindahkannya, serta ruangan pengering yang berukuran
2x2x1 meter. Tentunya alat pengering dalam penelitian ini tidak kapasitas besar namun
sangat mudah di modifikasinya bila rancangan selanjutnya untuk kapasitas besar.
Sehingga tidak mematokkan ukuran alat pengeringnya.
Sistem ini juga tidak menggunakan temperatur yang tinggi bagi seperti
perusahaan pengering yang sebagaimana sistem yang lain (misalnya sistem boiler).
Telah diketahui bahwa temperatur pengeringan bahan untuk olahan herbal tidak
memerlukan temperatur yang tinggi namun temperatur sedang (40⁰C-70⁰C) dengan
kelembapan udara yang rendah (udara kering). Konsep utama pengeringannya adalah
mendapat suhu dan kelembapan yang diinginkan serta COP heat pump yang baik.
Berawal dari konsep-konsep sederhana ini, sangat menjanjikan untuk kedepannya
dapat juga dikembangkan sistem yang lebih efektif dan efisien dalam pengeringan semua
bahan untuk pengolahan berbagai produk serta menjawab isu global dengan
menghasilkan produk yang ramah lingkungan.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan pengeringan dari sistem pengering ini yaitu:
1. Mengetahui waktu pengeringan, SMER, SEC dan Kadar air pengeringan bahan.
2. Penelitian ini di tujukan untuk meningkatkan kualitas dan harga tanaman pangan
yang nilai ekonomisnya tinggi seperti herbal, sayuran, buah-buahan dan obat-obatan.
3. Mengeringkan bahan dengan temperatur rendah sehingga bahan yang dikeringkan
tidak beresiko rusak. (permukaan menjadi hitam dan keriput).
Universitas Sumatera Utara
4. Mengetahui kelembapan udara di ruang pengering selama proses pengeringan
1.3. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas terlihat bahwa pemanfaatan pompa kalor (heat
pump) dan kolektor surya (solar collector) untuk proses pengeringan bahan makanan
dan herbal perlu terus dikembangkan, dikarenakan kemampuannya mengeringkan pada
temperatur rendah, biaya rendah, operasi bisa dilakukan dibawah kondisi ruangan
lembab dan terutama ramah lingkungan. Pengeringan terhadap bahan makanan dan
herbal perlu agar bisa tahan lama, efektif dan efisien dalam pengiriman kemana saja.
Untuk itu, perlu pembahasan dan pengembangan desain awal untuk membuat sistem
pengering menggunakan pompa kalor (heat pump) dan kolektor surya (solar collector).
Universitas Sumatera Utara
1.4. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini,memiliki beberapa batasan masalah,yaitu :
1. Pada pengujian ini hanya dibatasi untuk mencari SMER, SEC dan Kadar air saja.
2. Fisiologis bahan pada saat pengeringan dengan alat pengering tidak dibahas detail.
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini merupakan suatu upaya yang dilakukan agar dapat
diaplikasikan ke perusahaan berskala kecil, menengah hingga besar dalam
pengeringan bahan herbal, sayuran, buah-buahan dan lainnya.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari 5 bab.
BAB I merupakan pendahuluan. Bab ini memberikan gambaran menyeluruh
mengenai tugas akhir yang meliputi pembahasan latar belakang, tujuan
penulisan, perumusan masalah, manfaat penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II adalah tinjauan pustaka, dimana pada bab ini berisikan landasan teori dan
studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode
pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan. BAB III merupakan
metode penelitian yang berisikan metode dari pengerjaan meliputi langkahlangkah pengolahan dan analisa data. BAB IV adalah hasil dan pembahasan yang
berisi tentang hasil pengujian eksperimental. BAB V merupakan kesimpulan dan
saran yang berisikan jawaban dari tujuan penelitian.
Universitas Sumatera Utara