PENGUJIAN MESIN PENGERING DENGAN BAHAN BAKAR BIOMASSA UNTUK PENGERING GABAH TANPA BLOWER SKRIPSI

  Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Oleh : RINDU SIDABUTAR NIM : 110421035 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

KATA PENGANTAR

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

  Tugas Akhir 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 Skripsi yang dipilih dengan judul

  “PENGUJIAN MESIN GASIFIKASI SEBAGAI SUMBER PENGHASIL PANAS UNTUK PENGERING GABAH TANPA BOWER”

  Dalam menyelesaikan Tugas Akhir 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) K. Sidabutar, dan (Ibu) B.situmorang yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, motivasi dan nasihat yang tak ternilai harganya. Serta kepada kakak dan adik saya yaitu Nurmawati, dr.Elin R, Lewita S. AMKeb, Rosanty AMkeb, Jendra SKP, Tetty AMKeb,dan Betri Molisa S. AMKeb 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 Skripsi 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 Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara.

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

  8. Rekan satu tim Thariq dan Jupri Surbakti atas kerja sama yang baik untuk menyelesaikan penelitian ini.

  9. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dan memberi masukan yang berguna demi kelengkapan Skripsi ini, "Solidarity Forever".

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

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

  Medan, Juli 2014 Penulis RINDU SIDABUTAR

  

ABSTRAK

  Pengertian dari pengering sendiri adalah proses konveksi secara termal bahan bakar padat seperti kayu, batubara dan biomassa menjadi bahan bakar gas. Gas- gas tersebut kemudian direaksikan lagi dengan oksigen (diperoleh dari udara) sehingga dihasilkan panas dari pembakaran tersebut. Bahan yang digunakan selama proses pengeringan yaitu: Gabah, Thermometer Suhu, Arang, Timbangan Digital dan Minyak tanah. Proses pengeringan tanpa blower ternyata membutuhkan waktu yang lama yaitu 9 hari, dibandingkan dengan pengeringan alami mengunakan matahari hanya butuh waktu 2-3 hari. Proses pengeringan dengan sistem pemasukan bahan baku secara kontinyu ini mampu menghasilkan gas panas yang kontinyu pula. Selama masa proses pengeringan membutuhkan waktu selama 9 hari atau 7 jam 30 menit dari (9.00

• – 16.30 ) dan Jumlah bahan bakar yang digunakan (arang) sebanyak 5 Kg dalam 1x proses pengeringan padi atau (45 Kg) dan padi sudah dapat digiling. Jumlah penurunan/pengurangan menghasilkan penguran kadar air gabah selama 9 kali pengujian sebesar 15,69% dengan temperatur maksimum 38 C..

  Kata Kunci: Alat Pengering Mekanis Sederhana, Bahan Bakar Biomassa, Ramah Lingkungan.

  

ABSTRACT

  Understanding of the dryer itself is a process of thermal convection in a solid fuel such as wood, coal and biomass into fuel gas. The gases are then reacted again with oxygen (obtained from the air) so that the resulting heat of combustion. Materials used during the drying process, namely: Grain,Temperature Thermometer, Charcoal, Digital Scales and Kerosene. The drying process without the blower turns take a long time is 9 days, compared with using natural sun drying only takes 2-3 days. The process of drying the raw material intake system is able to continuously produce continuous hot gas as well. During the drying process takes as long as nine days or 7 hours 30 minutes from (9:00 to 16:30) and the amount of fuel used (charcoal) as much as 5 Kg in 1x or rice drying process (45 Kg) and can already milled rice. Total decrease / reduction in the moisture content of grain yield Deduction for 9 times the test was 15.69% with a maximum temperature of 380C. Keywords: Tool Simple Mechanical Dryer, Biomass Fuel, Eco-Friendly.

  

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .......................................................................... i ABSTRAK ............................................................................................. iii ABSTRACT .......................................................................................... iv DAFTAR ISI .......................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................. vii DAFTAR TABEL ................................................................................. viii DAFTAR SIMBOL ............................................................................... ix

  BAB I PENDAHULUAN

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

  1.2. Perumusan masalah.......................................................................... 2

  1.3. Tujuan penelitian.............................................................................. 3

  1.4. Manfaat Penelitian................................................................3

  1.5. SistematikaPenulisan ....................................................................... 4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1. Pengering Gabah ............................................................................. 5

  2.2.Bahan Bakar ..................................................................................... 6

  2.3. Jenis-Jenis Bahan Bakar Padat ......................................................... 7

  2.4. Pengeringan ..................................................................................... 10

  2.5. Proses Pengeringan Gabah .............................................................. 14

  2.6. Cara Kerja Alat Pengering ............................................................... 14

  2.7. Metode Pengeringan ........................................................................ 15

  2.8. Teori Pengeringan..............................................................................17

  2.9. Konduktifitas Termal.........................................................................18

  2.10. Kelembapan Udara...........................................................................19

  2.11. Radiasi Surya....................................................................................19

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1. Flowchart ........................................................................................ 21

  3.2. Gambar pengering Gabah Tampa Blower.........................................22

  3.3. Pemotongan Seluruh Alat Pengering.................................................23

  3.1.1 Tabung Bagian Luar .............................................................. 24

  3.1.2 Reaktor Biomassa bagian dalam .......................................... 25

  3.1.3 Drum Penampung Gabah ..................................................... 25

  3.4. Alat dan Bahan ................................................................................ 26

  3.5. Proses Pengujian ............................................................................. 30

  BAB IV ANALISA DATA

  4.1. Data Hasil Percobaan ...................................................................... 31

  4.4.1 Grafik proses pengeringan(berat vs waktu) .................... 34

  4.4.2 Grafik proses pengeringan (temperatur vs waktu)..39

  4.2. Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Mesin Pengering..44

  4.3. Perhitungan nilai losses yang terjadi pada alat prngering ............... 45

  4.4 Penurunan Kadar Air Produk Selama Pengeringan .......................... 47

  4.5.Laju pengeringan .............................................................................. 49

  4.6.Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu produk ..................... 49

  4.7 Panas yang digunakan untuk menguapkan suhu produk .................. 50

  4.8 Besarnya energi untuk menaikkan suhu penguapan air ................... 51

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ...................................................................................... .52

  5.2 Saran ................................................................................................. .52

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : skema reaktor gasifikasi tipe updraft.. .................................. ...8Gambar 2.2. Pengeringan padi dengan lantai jemur.......................................11Gambar 2.3. Flat bed dryer.............................................................................12Gambar 2.4. Pengeringan padi dengan continuous flow dryer........................13Gambar 2.5. Proses Heat Transfer...................................................................15

  Gambar 3.1.Diagram Alir penelitian................................................................21

Gambar 3.2. Kontruksi Pengering Biomassa...................................................22Gambar 3.3. Pemotongan Seluruh Alat Pengering..........................................23Gambar 3.4. Pemotongan Bagian Luar Alat Pengering............................... ...24Gambar 3.5. Drum Penampung Gabah....................................................... ...25Gambar 4.1. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari I.....................................34Gambar 4.2. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari II....................................35Gambar 4.3. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari III...................................35Gambar 4.4. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari IV..................................36Gambar 4.5. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari V...................................36Gambar 4.6. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari VI..................................37Gambar 4.7. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari VII.................................37Gambar 4.8. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari VIII................................38Gambar 4.9. Grafik Pengurangan Berat Gabah Hari IX..................................38Gambar 4.10. Grafik Temperatur Gabah Hari I...............................................39Gambar 4.11. Grafik Temperatur Gabah Hari II..............................................39Gambar 4.12. Grafik Temperatur Gabah Hari III.............................................40Gambar 4.13. Grafik Temperatur Gabah Hari IV.............................................40Gambar 4.14. Grafik Temperatur Gabah Hari V..............................................41Gambar 4.15. Grafik Temperatur Gabah Hari VI.............................................41Gambar 4.16. Grafik Temperatur Gabah Hari VII............................................42Gambar 4.17. Grafik Temperatur Gabah Hari VIII...........................................42Gambar 4.18. Grafik Temperatur Gabah Hari IX..............................................43

  

DAFTAR TABEL

  Tabel. 4.1.Data untuk hasil percobaan.................................................................. 31

Tabel 4.2. Mutu Gabah .....................................................................................48Tabel 4.3. Nilai panas jenis produk untuk berbagai jenis biji............................... 50

DAFTAR SIMBOL Simbol Arti Satuan

  Δmw massa air yang diuapkan kg Kag kadar air gabah % mp berat padi sebelum dikeringkan kg md berat padi setelah dikeringkan kg ∆T selang waktu jam Dw/dt laju pengeringan % / jam Wo kadar air awal % Wf kadar air akhir % Q1 panas untuk menaikan suhu produk kj Q2 panas untuk menguapkan air produk kj M massa produk awal kg Tr suhu ruang pengering T Tb suhu awal padi T C pd panas jenis produk kj / kg C

  ε

  efisiensi alat %