Pengujian Alat Pengering Sistem Pompa Kalor Untuk Mengeringkan Cabai Merah
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Cabai merah besar (Capsicum Annum L.) merupakan komoditas yang
banyak mendapat perhatian karena memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi.
Buahnya dapat digolongkan sebagai sayuran maupun bumbu, tergantung
bagaimana digunakan. Sebagai bumbu, buah cabai yang pedas sangat populer di
Indonesia sebagai penguat rasa makanan, sebelum dijadikan bumbu pada bahan
pangan cabai biasanya diolah menjadi cabai kering yang kemudian dijadikan
bubuk cabai. Kebutuhan akan cabai terus meningkat setiap tahun dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya industri yang membutuhkan
bahan baku cabai.
Cabai merah memiliki sifat mudah rusak. Sifat mudah rusak ini
dipengaruhi oleh kadar air dalam cabai yang sangat tinggi sekitar 80% dari
kandungan cabai merah itu sendiri. Kandungan air yang sangat tinggi ini dapat
menjadi penyebab kerusakan cabai pada saat musim panen raya. Hal ini
dikarenakan hasil panen yang melimpah sedangkan proses pengeringan tidak
dapat berlangsung secara serentak, sehingga menyebabkan kadar air dalam cabai
masih dalam keadaan besar dan memicu terjadinya pembusukan.
Ketersediaan cabai segar pun menjadi terbatas apalagi pada saat musim
penghujan. Hal ini menyulitkan para petani untuk menyediakan permintaan
konsumen cabai, karena itu diperlukan metode pengawetan cabai salah satunya
adalah dengan metode pengeringan yang menghasilkan cabai kering.
Beberapa upaya penyelamatan hasil pertanian adalah dengan melakukan
pengeringan. Prinsip pengeringan cabai merah adalah menguapkan air karena
adanya perbedaan kandungan uap air diantara udara dan bahan yang dikeringkan.
Udara panas mempunyai kandungan uap air yang lebih kecil sehingga dapat
mengurangi uap air dari bahan yang dikeringkan. Salah satu faktor yang dapat
mempercepat proses pengeringan adalah udara yang mengalir. Dengan adanya
Universitas Sumatera Utara
aliran udara maka udara yang sudah jenuh dapat diganti oleh udara kering
sehingga proses pengeringan dapat berjalan secara terus menerus.
Keuntungan dari pengeringan adalah bahan pangan dapat menjadi lebih
awet, volume bahan menjadi lebih kecil dan ringan serta mempermudah dan
menghemat ruang pengangkutan dan penyimpanan, sehingga pada akhirnya dapat
memperkecil biaya produksi, terutama apabila dilakukan dalam jumlah besar
Pengeringan hasil pertanian khususnya cabai merah dapat dilakukan
dengan metode pengeringan secara alami yaitu penjemuran. Penjemuran adalah
menjemur secara langsung di luar ruangan dengan menggunakan panas sinar
matahari dan tambahan bantuan angin. Apalagi jika melihat dari letak geografis
Indonesia maka pengeringan secara konvensional ini sangat cocok. Tetapi seiring
dengan kemajuan zaman, pengeringan hasil pertanian tidak hanya dilakukan
dengan cara konvensional tersebut melainkan dengan membuat mesin yang
mampu menghasilkan panas sebagai pengganti panas dari sinar matahari.
Pemakaian mesin ini mempunyai keuntungan, yaitu tidak bergantung pada kondisi
cuaca.
Salah satu teknologi yang dapat digunakan sebagai pengering adalah
mesin pengering sistem pompa kalor. Dimana mesin pengering sistem pompa
kalor merupakan mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (sumber) ke
lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Sebagian besar teknologi pompa
kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi
bertemperatur lebih tinggi. Contoh yang paling umum adalah lemari es, freezer,
pendingin ruangan, dan sebagainya.
Proses pengeringan mekanis dengan sistem pompa kalor yang tidak sesuai
dengan karakteristik dari cabai yang dikeringkan mengakibatkan terjadinya
kerusakan cabai, sehingga dapat mengurangi mutu dari cabai yang dihasilkan.
Oleh karena itu diperlukan model pengeringan sebagai dasar dalam perancangan
sebuah alat pengering.
Pada penelitian sebelumnya telah digunakan sistem pompa kalor dengan
sistem aliran terbuka, dimana udara panas dari ruang pengering terbuang percuma.
Sehingga efisiensi pompa kalor rendah.
Universitas Sumatera Utara
Untuk menanggulangi hal tersebut, maka digunakan metode dengan
penambahan alat penukar kalor. Dimana alat penukar kalor berfungsi
memanfaatkan udara panas buangan dari ruang pengering untuk menaikkan
temperatur udara yang berasal dari evaporator yang selanjutnya dialirkan ke
kondensor.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas terlihat bahwa pemanfaatan alat
pengering sistem pompa kalor perlu terus dikembangkan, hal ini disebabkan
bahwa alat pengering sistem pompa kalor dapat digunakan setiap saat dan cepat.
Dalam pengujian ini terlebih dahulu dilakukan pembuatan model fisik alat
pengering bahan pertaniandengan memanfaatkan gas buang kondensor sebagai
sumber energi. Proses pengambilan panas dari kondensor tidak akan mengganggu
fungsi utama siklus kompresi uap. Pada temperatur berapa sebaiknya kondensor
dioperasikan
untuk
menjaga laju
pengeringan
yang optimum,Kemudian
karakteristik pengeringan dengan menggunakan sumber energi panas buangan ini
juga harus diteliti.
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian skripsi ini adalah :
1. Untuk mengetahui prinsip kerja dan karakteristik alat pengering bahan
pertanian sistem pompa kalor
2. Untuk memperoleh kurva pengurangan kadar air (MR = moisture
ratio) suatu produk terhadap waktu dengan alat pengering bahan
pertanian sistem pompa kalor
3. Untuk mengetahui perubahan kandungan vitamin yang terdapat pada
cabai merah sebelum dan sesudah pengeringan
1.4
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penuliasan ini adalah :
1. Alat pengering bahan pertanian yang diuji menggunakan sistem
pompa kalor AC dengan daya 1 PK.
Universitas Sumatera Utara
2. Parameter yang diamati dari pengujian adalah temperatur, waktu dan
berat bahan yang dikeringkan.
3. Produk
hasil
pertanianyang
dipakai
adalah
cabai
merah
keriting(Capsicum Annum) dilakukan dengan 2 metode, cabai merah
utuh dan cabai merah belah.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1.
Sebagai pengembangan dalam bidang penghematan energi dari teknologi
refrigerasi dan pengkondisian udara. untuk pengeringan hasil pertanian.
2.
Untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan juga pengurangan
efek Rumah Kaca.
3.
1.6
Untuk menjaga kualitas mutu dan harga jual produk yang dihasilkan.
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penelitian dan
dilanjutkan dengan tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan skripsi ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan dengan
penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya. Dasar
teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya berasal dari: buku-buku
pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-book, dan e-news.
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan untuk
menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai
langkah-langkah penelitian, pengolahan, dan analisa data yang akan digunakan
untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.
BAB IV HASIL DAN DISKUSI
Pada bab ini membahas tentang data yang didapat dari pengujian alat dan
perhitungan hasilnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan untuk
skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh referensi yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan tugas
akhir ini.
Lampiran
Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan, gambar selama
proses pengerjaan alat dan tabel-tabel termodinamika dari refrigerant.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Cabai merah besar (Capsicum Annum L.) merupakan komoditas yang
banyak mendapat perhatian karena memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi.
Buahnya dapat digolongkan sebagai sayuran maupun bumbu, tergantung
bagaimana digunakan. Sebagai bumbu, buah cabai yang pedas sangat populer di
Indonesia sebagai penguat rasa makanan, sebelum dijadikan bumbu pada bahan
pangan cabai biasanya diolah menjadi cabai kering yang kemudian dijadikan
bubuk cabai. Kebutuhan akan cabai terus meningkat setiap tahun dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya industri yang membutuhkan
bahan baku cabai.
Cabai merah memiliki sifat mudah rusak. Sifat mudah rusak ini
dipengaruhi oleh kadar air dalam cabai yang sangat tinggi sekitar 80% dari
kandungan cabai merah itu sendiri. Kandungan air yang sangat tinggi ini dapat
menjadi penyebab kerusakan cabai pada saat musim panen raya. Hal ini
dikarenakan hasil panen yang melimpah sedangkan proses pengeringan tidak
dapat berlangsung secara serentak, sehingga menyebabkan kadar air dalam cabai
masih dalam keadaan besar dan memicu terjadinya pembusukan.
Ketersediaan cabai segar pun menjadi terbatas apalagi pada saat musim
penghujan. Hal ini menyulitkan para petani untuk menyediakan permintaan
konsumen cabai, karena itu diperlukan metode pengawetan cabai salah satunya
adalah dengan metode pengeringan yang menghasilkan cabai kering.
Beberapa upaya penyelamatan hasil pertanian adalah dengan melakukan
pengeringan. Prinsip pengeringan cabai merah adalah menguapkan air karena
adanya perbedaan kandungan uap air diantara udara dan bahan yang dikeringkan.
Udara panas mempunyai kandungan uap air yang lebih kecil sehingga dapat
mengurangi uap air dari bahan yang dikeringkan. Salah satu faktor yang dapat
mempercepat proses pengeringan adalah udara yang mengalir. Dengan adanya
Universitas Sumatera Utara
aliran udara maka udara yang sudah jenuh dapat diganti oleh udara kering
sehingga proses pengeringan dapat berjalan secara terus menerus.
Keuntungan dari pengeringan adalah bahan pangan dapat menjadi lebih
awet, volume bahan menjadi lebih kecil dan ringan serta mempermudah dan
menghemat ruang pengangkutan dan penyimpanan, sehingga pada akhirnya dapat
memperkecil biaya produksi, terutama apabila dilakukan dalam jumlah besar
Pengeringan hasil pertanian khususnya cabai merah dapat dilakukan
dengan metode pengeringan secara alami yaitu penjemuran. Penjemuran adalah
menjemur secara langsung di luar ruangan dengan menggunakan panas sinar
matahari dan tambahan bantuan angin. Apalagi jika melihat dari letak geografis
Indonesia maka pengeringan secara konvensional ini sangat cocok. Tetapi seiring
dengan kemajuan zaman, pengeringan hasil pertanian tidak hanya dilakukan
dengan cara konvensional tersebut melainkan dengan membuat mesin yang
mampu menghasilkan panas sebagai pengganti panas dari sinar matahari.
Pemakaian mesin ini mempunyai keuntungan, yaitu tidak bergantung pada kondisi
cuaca.
Salah satu teknologi yang dapat digunakan sebagai pengering adalah
mesin pengering sistem pompa kalor. Dimana mesin pengering sistem pompa
kalor merupakan mesin yang memindahkan panas dari satu lokasi (sumber) ke
lokasi lainnya menggunakan kerja mekanis. Sebagian besar teknologi pompa
kalor memindahkan panas dari sumber panas yang bertemperatur rendah ke lokasi
bertemperatur lebih tinggi. Contoh yang paling umum adalah lemari es, freezer,
pendingin ruangan, dan sebagainya.
Proses pengeringan mekanis dengan sistem pompa kalor yang tidak sesuai
dengan karakteristik dari cabai yang dikeringkan mengakibatkan terjadinya
kerusakan cabai, sehingga dapat mengurangi mutu dari cabai yang dihasilkan.
Oleh karena itu diperlukan model pengeringan sebagai dasar dalam perancangan
sebuah alat pengering.
Pada penelitian sebelumnya telah digunakan sistem pompa kalor dengan
sistem aliran terbuka, dimana udara panas dari ruang pengering terbuang percuma.
Sehingga efisiensi pompa kalor rendah.
Universitas Sumatera Utara
Untuk menanggulangi hal tersebut, maka digunakan metode dengan
penambahan alat penukar kalor. Dimana alat penukar kalor berfungsi
memanfaatkan udara panas buangan dari ruang pengering untuk menaikkan
temperatur udara yang berasal dari evaporator yang selanjutnya dialirkan ke
kondensor.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas terlihat bahwa pemanfaatan alat
pengering sistem pompa kalor perlu terus dikembangkan, hal ini disebabkan
bahwa alat pengering sistem pompa kalor dapat digunakan setiap saat dan cepat.
Dalam pengujian ini terlebih dahulu dilakukan pembuatan model fisik alat
pengering bahan pertaniandengan memanfaatkan gas buang kondensor sebagai
sumber energi. Proses pengambilan panas dari kondensor tidak akan mengganggu
fungsi utama siklus kompresi uap. Pada temperatur berapa sebaiknya kondensor
dioperasikan
untuk
menjaga laju
pengeringan
yang optimum,Kemudian
karakteristik pengeringan dengan menggunakan sumber energi panas buangan ini
juga harus diteliti.
1.3
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian skripsi ini adalah :
1. Untuk mengetahui prinsip kerja dan karakteristik alat pengering bahan
pertanian sistem pompa kalor
2. Untuk memperoleh kurva pengurangan kadar air (MR = moisture
ratio) suatu produk terhadap waktu dengan alat pengering bahan
pertanian sistem pompa kalor
3. Untuk mengetahui perubahan kandungan vitamin yang terdapat pada
cabai merah sebelum dan sesudah pengeringan
1.4
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penuliasan ini adalah :
1. Alat pengering bahan pertanian yang diuji menggunakan sistem
pompa kalor AC dengan daya 1 PK.
Universitas Sumatera Utara
2. Parameter yang diamati dari pengujian adalah temperatur, waktu dan
berat bahan yang dikeringkan.
3. Produk
hasil
pertanianyang
dipakai
adalah
cabai
merah
keriting(Capsicum Annum) dilakukan dengan 2 metode, cabai merah
utuh dan cabai merah belah.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1.
Sebagai pengembangan dalam bidang penghematan energi dari teknologi
refrigerasi dan pengkondisian udara. untuk pengeringan hasil pertanian.
2.
Untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi dan juga pengurangan
efek Rumah Kaca.
3.
1.6
Untuk menjaga kualitas mutu dan harga jual produk yang dihasilkan.
Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang yang menentukan pengambilan penelitian dan
dilanjutkan dengan tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan skripsi ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan dengan
penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya. Dasar
teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya berasal dari: buku-buku
pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-book, dan e-news.
Universitas Sumatera Utara
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan untuk
menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai
langkah-langkah penelitian, pengolahan, dan analisa data yang akan digunakan
untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.
BAB IV HASIL DAN DISKUSI
Pada bab ini membahas tentang data yang didapat dari pengujian alat dan
perhitungan hasilnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari semua penelitian yang dilakukan untuk
skripsi ini dan saran yang mendukung kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh referensi yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan tugas
akhir ini.
Lampiran
Lampiran berisikan data dari hasil penelitian yang didapatkan, gambar selama
proses pengerjaan alat dan tabel-tabel termodinamika dari refrigerant.
Universitas Sumatera Utara