air di seki tar permukaan bi ji masih cukup

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ukuran: px
Mulai penontonan dengan halaman:

Download "air di seki tar permukaan bi ji masih cukup"

Transkripsi

1 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. KARAKTERI ST1 K PENGERI NGAN LAP1 SAN TI PIS 1 - La j u Pengeri ngan Terhadap W a k t u Karakter i sti k la ju penger i ngan dapat di 1 i hat dari sudut pengeringan dan kadar air gabah atau laju pengeringan dapat digambarkan sebagai fungsi waktu dan kadar air. Penger i ngan 1 api san ti pis di l ak ukan sampai mendekati kadar ai r k esei m bangannya. Pada awal pe- ngeri ngan. 1 aju pengeri ngan sangat ti nggi. karena air di seki tar permukaan bi ji masih cukup tersedia CGambar 5-1 dan 5-2>. W a l aupun mu1 a-mu1 a 1 a j u penger i ngannya ti nggi. tetapi menurun secara tajam. Air yang diuapkan per- mukaan gabah tidak dapat segera diganti oleh di f u si air atau uap dari bagian dal am gabah. La ju di f usi uap semakin kecil karena semakin sukar dan semakin besar jarak yang harus ditempuh oleh uap untuk sampai kepermukaan gabah. La J u penger i ngan i ni ter- j adi seki tar 1-2 jam per L ama penger i ngan. Laju penguapan adalah sama dengan 1 aju di f usi yang sampai k e permukaan gabah. Karena laju difusi ini semakin kecil maka laju pengeringan juga semakin menurun. Pada Gambar 5-1 dan 5-2 terlihat seluruh proses pengeri ngan ter jadi dal am 1 a j u pengeri ngan yang semaki n keci 1. Fase pengeri ngan i ni dl sebut

2

3 Juga dengan f ase 1 a J u pengeri ngan rnenur un. Dengan demi kian dapat di si mpul kan 1 aj u pengeri ngan konstan tidak terjadi pada pengeringan gabah dengan suhu 30O sarnpai 55O~. Pada f asel a j u penger i ngan menur un rnekani sme di f usi mernegang peranan dal am proses mi grasi uap atau air. Menurut Brooker etal, laju pengeri ngan konstan atau penguapan ai r bebas ter jadi pada benda biologis yang kadar ai rnya diatas 70% bb. Selai n kadar air awal, f a ktor 1 uar yang dapat mempengar uhi 1 a j u pengeri ngan adal ah a1 i ran udar a. suhu penger i ngan dan kel embaban udara. Pada Gambar 5-1 dan 5-2 juga terlihat sernakin tinggi suhu pengeringan atau makin rendah kel embabannya, 1 a j u penger i ngan semak i n ti nggi. Hal i ni J uga se J a1 an dengan penemuan penel i ti 1 ai nnya. seper ti Kameoka Penurunan laju pengeri ngan semakin keci l terha- waktu yang akhirnya menjadi no1, dapat dianggap se- bagai penger i ngan yang ter J adi secara l api s per1 api s yang setiap lapisan mempunyai daya dif usi yang ber- beda Makin tinggi suhu pengeringan makin besar penur unan daya di f usi. Pada suhu pengeringan tinggi. perbedaan tekanan uap di luar dan di dalarn sangat besar, sehingga tenaga paksa penguapan C dr i vi ng force> j uga sangat besar. Lapi san per Lama segera di uapk an kemudi an di 1 an J utk an dengan penguapan l api san k edua. Lapi san

4

5 kedua tidak mempunyai waktu yang cukup untuk mengisi kekosongan 1 api san pertama. Pada suhu yang lebih rendah, misalnya dibawah 45O~. lapisan kedua, ketiga dan seterusnya mempunyai kesempatan yang relati f 1 ebi h besar untuk mengi si 1 api san sebul umnya. Dengan demi k i an per ubahan 1 a j u pengeri ngan semaki n keci 1 atau semaki n ti dak tegas. Perbedaan kadar air yang lebi h besar antara lapi san dapat mengaki batkan keretakan buti r berasnya. karena kesei mbangannya terganggu. 2. La J u Pengeringan Ter hadap Kadar Air Karakteristik iaju pengeringan terhadap kadar air dapat dilihat pada Gambar 3-3 dan 5-4. berturut- turut untuk varietas IR-36 dan Bogowonto. Keduava- rietas ini mernpunyai pola yang sama. Pada kadar air awal sekitar 25% bk, tidak terlihat laju pengeringsn konstan. Maki n ti nggi suhu pengeri ngan maki n ti nggi 1 a j u pengeri ngannya. Seper ti ha1 nya pada per ubahan 1 a J u penger 1 ngan ter hadap wak tu. maka penur unan' 1 a j u penger i ngan ter - hadap kadar air dapat juga dibagi paling sedi ki t dalam tiga fase. Fase pertama adalah penurunsn laju pengeri ngan tinggi yang ter jadi pada kadar ai r di - atas 20% bk. Fase kedua penurunan laju pengeringan sedang yang terjadi antara kadar air 8-20% b k. se- dangkan f ase terakhi r penur unan 1 a j u penger i ngan

6

7

8 nuj u no1. Sel a i n alasan-alasan yang tel ah di jel as- kan terdahulu. pada kadar air rendah laju pengering- an sangat keci 1. sehi ngga perubahannya ti dak terl i hat dengan jel as. Selai n faktor kadar air. suhu juga berperanan dal am menentukan f ase l a ju pengeri ngan. Mak i n ti nggi suhu pengeringan makin jelas peralihan fase laju pe- nger l ngan tersebut. 3. Karakteristik Perubahan Kadar Air Seperti yang tel ah di jel askan terdahul u. penge- ringan lapisan tipis dilakukan sarnpai kadar air kesei mbangannya. Pol a perubahan kadar air ter hadap waktu pengeringannya dapat dilihat pada Gambar 5-55 dan 5-6. berturut-turut untuk varietas IR-36 dan Bogowonto. Pada awal pengeringan dimana kadar air dan laju pengeringannya masih tinggi, kadar air turun dengan cepat kemudi an me1 andai menuj u kadar air kesei mbang- annya. Pol a kurvanya berbentuk eksponensi a1 yang me- nurut Hall dapat di bagi atas 4 priode, yai tu priode pemamasan. laju pengeringan konstan, iaju penger i ngan menur un per Lama dan l aj u pengeri ngan menurun kedua. Hasil percobaan menunjukkan bahawa hanya tiga priode 1 aju pengeringan yang terukur yai tu laju pe- neger i ngan menur un per Lama C A-B3 dan k edua C B-C3.

9

10

11 Priode ketiga menunjukkan keadaan dimana pengeringan menu J u kadar air kessi mbangan. Karakteristi k lain yang dapat di 1 i hat adal ah maki n tinggi- suhu pengeri ngan rnaki n rendah kadar air keseimbangannya. Antara suhu 35- sampai 50 c perbedaan kadar air tersebut sangat besar. tetapi suhu 50 dengan 55O~ perbedaannya kecil. Hal ini menggarnbar kan bahwa pengeringan di atas ~ O C ti dak ter 1 a1 u mempengaruhi 1 agi 1 aj u penger i ngannya, bagi gabah berkadar air awal 2 25% bk dengan aliran udara 0.1 rn/detik. B. PERBANDINGAN ANTARA MODEL PENDUGA DAN PENGERINGAN LAPISAN TIPIS 1. MODEL-STB Pemecahan eksak Model-STS pada persamaan /3-5/. kemudl an dl sederhanakan dalam bentuk model penduga- nya pada persamaan /3-12/ dan /3-13/, mas1 h tersusun atas deret yang tak berhlngga. Penggunaan model dal am bentuk deret untuk perhl tungan rnenyukarkan. karena mernbutuhkan waktu dan memorl komputer yang besar. 91 la harga X pada persamaan 3 - kan. akan dldapatkan pula harga MR tertentu. di tentu- Dengan demlklan dapat disusun suatu hubungan X dsn MR dalam bent uk r egresi yang 1 ebi h seder hana. Ni 1 a1 -ni 1 a1 MR dengan menggunakan deret 40 buah akar posltlp fungsl

12 Bessel ordo 0 jenis pertama dan nilai X dar1 0 sampai 10 dapat dili hat pada Lampi ran 9 dan 10. Hubungan antara X dengan MR di buat regreslnya dan dr sebut dengan Model -Penduga-Si 1 i ndr i s -Tak -Ber - hi ngga C Model -Penduga--SX33. Regr es+ i ni di susun da- 1 am bentuk eksponensi a1 sebagai beri kut : Ni lai -rill ai koef i si en dal am persamaan 1 / di - dapatkan sebagai berikut : Berdasarkan koef i si en-koef i sl en di atas. pada Gambar 5-7 dapat di 1 i hat penyi mpangan Model -Penduga- SIT3 dari model eksaknya dengan deviasx sebesar Seperti yang telah di sebutkan terdahul u. Model - ST dipecahkan berdasarkan Model-Lempeng-Tak-Berhingga dengan Model--. menghasilkan persamaan 1 I. Ni l ai -ni 1 ai MR untuk Model -Lempeng-Tak -Ber - hi ngga dengan J urn1 ah deret sebanyak 700 dapat dl 11 - hat pada Lampiran 11 dan hasil kalinya dengan Model-

13 S B terlihat pada Lampiran 12. a Dengsn nretoda yang sama. Model -Penduga-Si 1 i ndrl S-Ter batas dl Lemukan sts- bagai ber i k ut : MR = expc x3 +O e xpc X> e xpc -B S2... /5-2 / Model penduga 1 n1 menyl rnpang ctenysr~ 0.OUEtld dari pemecahan eksaknya CGantbar 5-8>. Model penciu- uga ini selanjutnya dlsebut sebagai Model -ST saj a dan di pakal dal am per hi Lungan penger rtgsn Waktu non dimensi Gambar 5-7. Kur va Model berdasar kan model pendugan;*a

14 1.0 0 Data pengamatan 1% = exp( x) exp( %) ( X) er* m Walctu non dinensi Gambar 5-8. Kurva Model -ST berdasar kan model penduga C. KONSTANTA PENGERI NGAN DAN KADAR A1 R KESEX MBANGAN 1. Konstanta Pongeringan, K Konstanta penger 1 ngan rnrrupakan psduan unaur - unsur di f usi vi tas dsn bentuk benda. Pad3 rnodel penger i ngan l api san ti pl s. ko!>stanta penger i ngan darr kadar ar r kesei mbangan met-upaksn koef 1 sl en-koef 1 sl en yang har us dl h~ t ung dar i d ~ t a pengainatan per ubahan kadar air. Pada per cohasn penger i ngan 1 apl =an t 1 pl s

15 91 dil akukan dengan 5 tingkat suhu, sehi ngga di dapat kan j uga 5 ti ngkat konstanta pengeri ngan. Ni 1 ai konstanta pengeri ngan hanya berl ak u bagi model penger i ngan 1 api san ti pis yang di pakai. Ti aptiap model pengeringan menghasilkan konstanta penger i ngan ter sendi r i. Sebagi an penel i ti menganggap konstanta pengr i ngan merupakan f ungsi suhu. kadar air dan kelembaban, tetapi banyak pula yang menyatakan hanya sebagai fungsi suhu. Untuk tujuan perhi - tungan perubahan kadar air dan pengeringan tumpukkan tebal tebal, pengaruh kelembaban terhadap K di abai - kan. Dengan mengembangkan pola persamaan Arrhenius. maka dari Tabel 5-1 dan 5-2 didapatkan persamaan konstanta pengeringan sebagai fungsi kebalikan suhu mutlak sebagai berikut : a. Varietas IR-36 Model -STB : Ksre = expc /t A-3/ Model -!5X : Ksr = expc /T /5-4/ Model -Bola :

16 b. Vari etas Bogowonto M o d e l -SB : Ksre = exp C /Ei-6/ M o d e l -ST : M o d e l -Bol a : = exp C / Kso~a. Kurva dari konstanta K. dapat dilihat pada Gambar 5-9 dan Dari hasil yang diperoleh terlihat bahwa konstanta pengeringan Model -ST 1 ebih kecil dari Model - STB. Dalam percobaan ini. k edua model diarnati pada laju pengeringan yang sama atau jumlah air yang di- uapkan juga sama. Tabel 5-1. Konstanta pengeri ngan gabah IR-36 ber - dasar k a n Model -SIB. Model -ST dan Model - Bola pada 5 ti ngkat suhu pengeringan No Suhu udara 0 C Konstanta pengeringan Cl/menit Model SIX3 Model ST Model Bola E-4 E.5789E-4 E. 4183E E E E E E E E E E E E E

17 I I I I Varictas IR-36 1chla = exp( /b/t) -. - A McdcL-ST Icbdel-i3ola Data pengmxtan: m Model-STB KaT = exp( /t > f I I I I SU~U, 10-~::-l Gambar 5-9. Kul- va I. 01,- tzr L a pengerl ngal t ter hadap SLI~U.,/i,-~ etas I K- 36

18 0.007 Varietas Ebgaronto Lhla = exp( /t).--.. U 2 0:005- i TI - c ri 2!4 EL LI gj J - Data penganatan: Model-STB Model-ST r Model-Bola I I I I 3.'X L I 3.24 Gambar Kur va konstant a pengcri ngan terhadap suhu, vsr 1 etas Bogowonto

19 Pada model -STB di f usi dianggap terjadi pada arah radial. sedangkan pada Model -ST arah dif usi GEi terbagi dua. Sila daya difusi dari kedua arah sama. rnaka pall ng sedi k i t daya di f usi pada masi ng-mask ng arah dari Model-= setengah dari Model -STB. Karena konstanta pengeringan menggambarkan unsur difusi. maka konstanta dari Model-= mendekati setengah dari Model -SXB. Tabel 5-2. Konstanta pengeringan gabah Bogowcnto berdasar kan Model -STB. Model -ST dan Model Bola pada 5 tingkat suhu pengeringan... Suhu Konstanta pengeri ngan C 1 /mni t> Na gdara... C Model STB Model ST Model Bola E E-4 2.8WQE SE E E E E-4 4.0B31E E E-4 3. Sg98E E E-4 S. 6s-E Kadar Air Kerei~nbangan Kadar air kesei mbangan adal ah kadar ai r di mana tidak terjadi perpindahan uap dari dan kedalam biji. Untuk pengeri ngan, kadar ai r kesei mbangan penti ng arti nya karena menentukan kadar ai r terendah yang dapat di capai ol eh penger i ngan. f ada penyi mpanan. kadar air keseimbangan menentukan kadar ai r teren- dah yang dapat dipertahankan, sesuai dengan kondisi Kadar air keseimbangan berhubungan errat dengan tekanan uap di dalam biji. Pada kadar air tertentu.

20 tiap biji-bijian, mempunyai karakteristik tekanan uapnya. Bila tekanan uap di dalam bi ji lebih besar dari udara lingkungan akan terjadi desorpsi uap ke udar a. Bila tekanan uap di dalam bi ji lebih kecil akan terjadi sebaliknya. Kadar ai r kesei mbangan terjadi bila tekanan uap di dalam dan di luar bi ji sama besar. Ada dua metoda untuk menentukan kadar air keseimbangan. yai t u metoda stati s dan di namis. Me- toda statis telah banyak di kembangkan dengan cara meletakkan bi ji di dal a m udar a yang tekanan uapnya di k endal i k an dengan menggunakan l ar utan gar a m ber - konsentrasi tertentu. Kesukaran utama dari metoda ini adalah membutuhkan waktu lama dan gangguan jamur. terutama pada kel embaban yang ti nggi. Untuk keperl uan perhi tungan tel ah banyak dl kembangkan model kadar air kesei mbangan stati s. bai k berdasarkan teor i ti s, semi -teori ti s maupun empl r is seper ti per - samaan Kel vin. Langmul r, BET. Henderson dan Chung- Pf ost. Dal am per hi turtgan penger i ngan tumpukan tebal, digunakan kadar air kesei rnbangan yang di dapat secara di nami s berdasar k an k edua Model -Si 1 i ndr i s. has1 1 per hi tungan darl Lampiran 13 dan 14 rnernperl~hatkan kadar air ke- seimbangan gabah IR-36 dan Bogowonto yang di hi Lung dari tiga buah model. Dari beberapa data pada kedua 1 a mpi ran tersebut. dapat dl k e mbangkan persamaan

21 kadar air kesei rnbangan sebagai f ungsl dari sel i si h suhu bola kering dan bola basah. Bentuk persamaan i ni memudahkan pemakaian dal am per hi tungan pengeri ngan tumpukan tebal. Bentuk persamaannya adalah : a. Varietas IR-36 Model -5XB : Model -ST : M ST = expc AT>.... /5-lo/ 0 b. Varietas Bogowor~to : Model -ST3 : M s-re = expc AT3.... /5-12/ 8 Model -ST M ST = expc AT3... /5-13/ e RZ = 0.990

22 Model -Bola : M Bola = e xpc AT>... r5-141 e Pol a penyebaran kadar air kesei rnbangan terhadap sslisih suhu bola kering dan bola basah dapat dl11 - m hat pada Gambar 5-11 dan Kadar ai r kesei mbangan tersebut di dapat dal am waktu sekitar 28 jam. Menurut Allen dalarn waktu yang lama, dapat ter jadi beberapa tl ngkat kadar azr keseimbangan dinarms. Hal I ni ter jadl karena uap air yang berada pada bagi an pl nggz r bz J z menguap dengan cepat sedangkan difusi uap dari bagi an dal am 1 ebi h 1 ambat. Dal a m keadaan demi k i an. penguapan terhenti sesaat, seolah-01 ah tel ah ter - capai kadar air keseimbangan. Kal au kadar air kesei rnbangan di naml s di bandi ngkan terhadap perhitungan kadar alr keseirnbangan statis berdasarkan model Henderson-Thompson : dan model Chung-ffost :

23 16, Varietas IR " 12 Fn 5 C.A % 2 10 $4.r4 m s4 m TJ d Data pcng.lm;lt ~n : Mr>cic.l-SII3 0 dvod~ I -57 A M<,<!. 1 -EL, 1, - = xl,(-0.06 Ar) R~ = 0.9,IU 6 - M = 18.2 exp(-0.06 Al) U Bola Ft2 = I I I I I I Selisih suhu bola basah dan kering (AT) O C 2 6 Gambar Kadar ar r ke-el n?hsr:yar> dl naml s gabah varl etas I P- 3S

24 Gambar Kadar air kesel mbangarl gabah var 1 eta5 Bogowonto

25 terl i hat tidak terdapat perbedaan yarsg besar di - antara kedua jeni s kadar air kesei mbangan tersebut CTabel 5-33 Tabel 5-3. Kadar air kesei mbangan stati s berdasarkan Model-Henderson Thompson dan Chung-Pfost... Suhu ' Kadar air keseimbangan C % bk 3... OC RH Henderson Chung Model Model Thompson Pf ost SfB ST Kurva kadar air keseimbangan yang diperoleh dari Model -STS dan Model -ST, bi 1 a di bandi ngkan ter hadap kl asi f i k asi BET dapat digolongkan sebagai potongan tipe I1 atau tipe I V untuk selang RH 19-52%. 3. Pengujian Model Pengeringan tapisan Tipis Untuk me1 i hat se j auh mana ketepatan Model -STB dan Model -ST di 1 ak ukan pengu ji an per hi tungan per - ubahan kadar ai r ter hadap penger i ngan 1 apl san ti pi s dar i vari etas Cl sadane. Dal am penguj i an i ni di pakai konstanta penger i ngan dan kadar air kesei mbangan r ata-r ata dar i varietas IR-36 dan Bogowonto berdasarkan kedua model di atas. Sebagal pembandl ng di per I I hatkan pula untuk Model -Bola. Data konstanta penger I ngan dan kadar air keseimbangan rata-rata dapat dilihat pada

26 Lampi ran 15 dan berdasarkan data tersebut di hasi 1 k an persarnaan empirisnya sebagai berikut : a. Konstanta pengeri ngan rata-rata Ksrs = expc /S-17/... b. Kadar air kesei mbangan rata-rata M-STB = expc A13... /S-20.' RZ = M-ST = expc A 'E-21/ RZ = M eok= e xpc AT3... / R= = Konstanta pengeringan dan kadar air kesei rnbangan rata-rata pada persamaan /Fj-17/ sampal dengan - dianggap merupakan konstanta pengerlngan dan kadar alr keseimbangan dari gabah dalam bentuk umum. Has11 pengujian untuk perhitungan pengerlngan laplsan tipis dari ketiga model tersebut terhadap vari etas Ci sadane dapat di 1 i hat pada Garnbar 5-13

27 103 sampai dengan pada umumnya hasi l per hi tungan ketiga model tersebut dapat mengikuti data per- cobaan yang sebenarnya. Penyimpangan banyak ter- j adi pada awal pengeri ngan. Pada awal penger i ngan. suhu butir gabah belum homogen sehingga laju dif usi di dalam butir gabah berbeda-beda. sedangkan pada model pengeri ngan yang di pakai, masalah perbedaan suhu dalam butir gabah diabaikan. Untuk membandi ngkan penyi mpangan per hi tungan dari data pengamatannya dapat dilihat deviasi ketiga model tersebut pada Tabel 5-4. Deviasi Model -ST lebih kecil dari Model-STB. Hal ini menunjukkan Model -ST 1 ebi h sesuai dengan karakteri sti k penge- ringan lapisan tipis dari pada kedua model lainnya. Tabel 5-4. Deviasi pengujian Model -Si1 indri s-tak - Berhi ngga, Terbatas dan Bola terhadap penger i ngan 1 api san ti pis gabah Ci sa - dane C% bk> Suhu Deviasi Model Penger 1 ngan... 0 C Model Model Model Sre Sf 901 a I SSS S i Jumf ah Dibawah selang suhu pengeringan C deviasi Model -Si 1 i ndr i s 1 ebi h k eci 1 dar i pada Model -Bol a.

28 Hal Inl menggambarkan bahwa terjadl dlfusi yang me- ngl kutl dl f us1 benda si l I ndr s. Bentuk ramp1 ng me- nyebabkan konduksi panas ber jal an 1 eb~ h cepat pada arah radlal darl pada arah longitudinal. Dengan demi ki an perubahan tekanan uap ar ah r adi a1 1 ebi h cepat ter jadi dari pada arah longitudinal sehi ngga ter j adi dua ar ah di f usi yang ber beda. 01 eh kar end i tu Model -ST 1 ebi h sesuai menggambarkan proses pengeringan pada gabah ramping dari pada Model-STB ma- upun Bola. Selain i t u pada selang suhu c me- rupakan suhu pengeri ngan ter bai k untuk bi j i -bi j i an sehi ngga penggunaan Model -ST untuk rnempelajar i ka- rak ter i sti k pengeri ngan adal ah yang pal i ng tepat. D. PERHI TUNGAN PENGERI NGAN TUHPUKAN TEBAL 1. Perhi tungan Pertgeri ngan Tumpukan Tebal Secara taboratori urn Percobaan pengerlngan tumpukan tebal secara 1 aborator i urn di l akukan terhadap gabah vari etas I R-36 Beban pengeringan sebanyak gram gabah basah dengan kadar air awal % bb. Suhu udara pe.nge- ringan dalarn plenum 45O~. kalembaban 34% dengan de- b~ t udara pengerl ngan rn/deti k. Per hi tungan per ubahan kadar a1 r dl 1 akukan dengan menggunakan Mo- del -ST B Unt uk menghl tung 1 aju pengerlngan. persamaan K dan Me dlekstrapol as1 sampal kelembaban rnaksl mum 80% atau pada selzsih suhu bola ker~ng dan basah 3 PBOC

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38 114 Bila kelembaban telah Lebih besar dari 80% tetapi be1 um mencapai kejenuhan, maka 1 a J u pengeri ngan DM dihitung berdasarkan difusi uap air dari udara ke dalam bi ji, yang rumusnya bi la di tulis dal am bahasa BASIC adalah sebagai berl kut : DM = DIF * CXMBK/100 - HINI XMBK tidak lain adalah konsentrasi air di dalarn butir gabah sedangkan HIN adalah konsentrasi uap di udar a. DI F adal ah koei'i si en di f usi yang besar nya menurut Steffe darl Singh. 1979, untuk gabah medium adal ah : DI F = EXPC /C TU /5-24,' Bila udara pengering telah jenuh atau HIN telah lebih besar pada kelembaban rnutlak jenuh CHJ3 pada suhu TU. maka selisi h HIN-HJ dianggap kelebihan uap air yang terkondensasi pad3 permukaan gabah, sehi ngga menai kkan kadar ai rnya. Per hi tungan di 1 alc ukan sebagai berikut : COND = HC2. J> - HJ... fi-~~/... DM = COND r XMUD/~ADL 4-36, Has1 1 perhi tungan karakterl st1 k pengerl ngan tumpukan tebal dapat dillhat pada Gambar 5-22 sampal dengan Gambar 5-22 menun2 ukan has1 1 per hl - tungan kadar alr selarna pengerlngan dengan suhu 4 5 O ~

39 115 yang telah mengi kuti pol a perubahan kadar air yang sebenarnya. Khususnya pada 1 apisan atas terdapat penyi m- pangan akibat adanya kelembaban atau pengembunan. Pada kelembaban yang tinggi C>60%> metoda penggunaan koef isien dif usi sebagai tahanan untuk laju absorpsi seperti pada persamaan /5-23/ dan /5-24/ telah sesuai. hanya per1 u di tel aah lagi ni lai koef i si en di f usi yang i ebi h tepat. Pada 1 api san bawah proses penger i ngan ter J adi secara normal yai tu kondi si udar a penger i ngan tetap di bawah 60% sehi ngga penguapan dapat ber 1 angsung ter us. Pol a hasi l per hi tungan sesuai dengan data per cobaan yang sebenar nya. Perubahan suhu pada lapisan atas dan tengah tidak dapat di hitung dengan tepat karena udara pengeri ng rnenjadi Jenuh dan ter jadi kondensasi, se- dangkan pada 1 api san bawah hasi 1 per hi tungan mende- kati data pengamatan karena kelembaban udara penge- ring tetap rendah C Gambar 5-23>. Pada kel embaban yang ti nggi, ental pi ai r yang terdapat pada udara pengering harus di perhitungkan dengan seksama. Perubahan suhu udara basah sdalah perubahan suhu udara kering dan air. Bila terjadi absorpsi uap dari Wdara ke butir gabah secara adia- batis, maka harus diperhi tungkan penurunan ental pl total udara aki bat entalpi yang diser ap 01 eh gahah.

40 116 Hasil perhitungan suhu gabah pada Gambar 5-24 tel ah sesuai j uga dengan si f at-si f a t pengeri ngan tumpukan tebal. Suhu gabah pada 1 api san atas lebi h rendah dari pada lapisan tengah dan bawah dan segera mendekati suhu udara. Hasi 1 per hi tungan per ubahan kel embaban pada Gambar 5-25 juga telah sesuai dengan keadaan sebenarnya. Kel embaban pada awal pengeri ngan mendekati j enuh, kemudi an ber angsur -angsur tur un sei mbang de- ngan kel ernbaban udar a dal am pl enum. 2. Perhitungan Percobaan Pengeringan Tumpukan Tebal di Lapangan Percobaan i ni di 1 akukan untuk me1 i hat penyi m- pangan per hi tungan ter hadap kondi si 1 apangan yang ti dak dapat di k uasai. Sebagai dasar per hi t ungan penurunan kadar air dipergunakan Model-STB. Mesi n penger i ngan yang di pergunak an adal ah "flat bed" dengan muatan kg gabah basah. A- liran udara rata-rata 27.2 m3/meni t dengan suhu pengeri ng 48. SOC. Hasi l per hi tungar) penur unan kadsr ai rnya dapat di 1 i hat pada Gambar Wal aupun kondisi udara pengeri ng ti dak ter kendall. tetapl has1 1 per hi tungan dapat mengi k ut.1 pol a perlur urlan kadar air percobaan. Data pengamatan t ersebar secara tidak beraturan. karena posisi pengambi 1 an sampel untuk pengukuran kadar air tidak dapat dikuasai dengan tepat.

41

42

43

44

45 121 Hasi 1 perhi tungan yang di per01 eh, bai k untuk pengujian percobaan pengeringan secara laboratorium maupun 1 apangan menun J u k kan model si 1 i ndr i s dapat di pakai sebagai dasar per hi tungan penger i ngan tum- pukan tebal. Sel ai n masal ah kondensasi. penentuan 1 uas permukaan gabah yang ef e k t i f meneri ma panas juga merupakan sumber kesal ahan perhi tungan. Untuk mendapat jumlah energi panas yang tepat yang dipin- dahkan udara pengering k e permukaan gabah. maka dalam perhi tungan di pergunakan f a k tor koreksi. Dal am for mu1 a BAS1 C per hi tungannya di t ul i s sebagai beri k ut : Faktor koreksi XKOR pada persamaan /5-27/ tidak 1 ain adal ah koreksi ter hadap J uml ah energi panas yang dipindahkan ke permukaan gabah dan didapatkan secara uji coba sebesar E. SIMULASI PENGRI NGAN TUMPUKAN TEBAL Si mu1 asi pengeri ngan tumpukan tebal di batasi hanya untuk me1 i hat pengaruh suhu penger i ngan dan keseragaman kadar air akhir. Perhitungan si mulasi di l akukan ter - hadap pengeringan 650 kg gabah, kadar air awal 80% dan ketebalan 24 crn. Pengeri ngan dianggap sel esai bila kadar air rata-ratanya mencapai 14%. Suhu pengeri ngan yang diterapkan 40, 45O dan 50 c, sedangkan aliran udaranya dan 50 m3/menit.

46

47 Tabel 5-5 adal ah hasi 1 si mu1 asi i arna pengeri ngan untuk mencapai kadar air rata-r ata 14%. Berdasarkan data pada Tabel 5-5 dapat dili hat bahwa perubahan lama penger i ngan tidak 1 i ni er bai k ter hadap per ubahan suhu. maupun debit aliran udara. Dengan demikian dalam batas simulasi suhu dan debit aliran udara di atas dapat di susun persamaan f aktori a1 lama pengeri ngan C tp3 ter hadap suhu C t> dan debit udara C Q3 sebagai beri k ut : Tabel 5-5. Si mulasi waktu pengeringan yang di butuhkan untuk mencapai kadar air rata-rata 14% pada berbagai suhu dan aliran udara Cmeni t> ---_ _ Debi t udara 'Suhu pengeri ngan penger i ng... C rn3/meni t 3 40 c 45-c 50 c ' El Walaupun pada Tabel 5-5 dapat dllihat suhu penger 1 ngan i ebl h sensl ti f untuk rnempercepat pengeri ngan. tetapl mempunyai dampak yang kurang balk bag1 mutu pengerlngan. terutama keseragarnan kadar arr. Hal In1 jelas terlihat pada Tabel 5-6. Kendl kan suhu yang t nggl rnengakl batkan per bedaan kadar air pada l apl san atas clan bawah yang leblh besar. Seball knya blla deb1 t udara penger i ng dl tambah akan memper k ecl 1 per bedaan

48 Tabel 5-6. Simulasl selisi h kadar air lapisan atas dan bawah pada sa t kadar air rata-rata telah mencapai 14% Deb1 t. udara SU~U pengeri ngan penger i ng t o I C ms/rnenl t> 40 c I 45 C 50 c * * 6.50 * Ci3.893 I C C13. 99> * 4.80 * 5.55 * C C C _ l C >* Kadar air akhir rata-rata Cbb>. kadar air antara lapisan at' s dan bawah. Dengan demi - I" kian untuk penyeragaman kbdar air, peningkatan suhu penger i ngan harus di ser tai penambahan debit udara! penger i ng. Si mu1 asi penger i ngan tkmpukan tebal mempunyai ke- I gunaan 1 angsung dal am merankang dan mengoper asi kan a1 at penger 1 ng. Sebagai contoh. I bi 1 a ak an di r ancang a1 at b t pengerlng yang mempunyai k a asitas tertentu maka dapat dihitung ukuran bak dan kip s yang tepat, sehingga di - dapatkan ef i si ensi energi pan mutu pengeri ngan yang maksi mum. Sebal i k nya pada ( pengoperasi an a1 at penge- I ring dapat pula dipasang si +tern kontrol bai k secara o- tornati s rnaupun manual berdhsarkan per hi tungan si m ulasi tersebut, agar pengapian han pengaturan aliran udara I tetap terkendal i untuk metghasi 1 ka? pengeri ngan Yang optimal dari segi mutu, biaya dan bahan bakar.