RANCANGAN ALAT PENGERING DENGAN KOLEKTOR SURYA PELAT DATAR YANG MENGGUNAKAN AIR SEBAGAI MEDIA PENYIMPAN PANAS UNTUK PENGERINGAN GABAII.

Transkripsi

1 I= RANCANGAN ALAT PENGERING DENGAN KOLEKTOR SURYA PELAT DATAR YANG MENGGUNAKAN AIR SEBAGAI MEDIA PENYIMPAN PANAS UNTUK PENGERINGAN GABAII Oleh : PRIMA AGUNG NITIPRAJA F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTAWN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 Frima Agung Nitipraja. F Rancangan Alat Pengering Dengan Kolektor Snrya Pelat Datar Yang Menggunakan Air Sebagai Media Penyimpan Panas Untuk Pengeringan Gabah. Di bawa bimbingan Dr. Ir. Leopold Oscar Nelwan, M.Si RINGKASAN Produk hasil pertanian pada umumnya tidak tahan lama jika disimpan, oleh karena itu membutuhkan upaya penanganan agar daya tahannya lebih. lama. Pengeringan mempakan salah satu metode pengawetan produk pertanian sehingga dapat tahan lama disimpan. Pengeringan dapat dilakukan secpra langsung dengan bantuan sinar matahari sebagai sumber panas untuk proqes pengeringannya. Pengeringan langsung memiliki ketergantungan terhadap cuaca, selain itu jika pengeringan di'lakukan di lingkungan yang terbuka akan timbul banyak permasalahan barn yang dapat merusak mutu produk diantarapya kontaminasi dari debu, kotoran, serangga kecil dan hewan-hewan pengganggu lainnya. Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka dirancang sistem pengering dengan menggunakan kolektor surya pelat datar. Prinsip kerja pengering dengan kolektor surya pelat datar ini adalah dengan menyerap energi panas yang melewati penutup transparan oleh absorber yang berupa pelat hitam. ~ada bagian bawah absorber terdapat pipa yang mengalirkan air atau fluida pengkonduksi untuk dipanaskan, yang nantinya bisa dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Tujuan penelitian ini adalah merancang dan membuat alat pengering dengan kolektor surya pelat datar yang menggunakan air sebagai media penyimpan panas untuk pengeringan gabah sehingga proses pengeringan bisa berlangsung kontinyu dan uji unjuk kerja alat pengering hasil rancangan tersebut. ~eielitian tentang desaih dan pembu&m alat pengering dengan kolektor surya pelat datqr ini dibagi menjadi dua tahap, yaitu pertama perancangan dan pembuatan alatpengering, kedua pengujian menggunakan plat pengering yang telah dibuat. Metode penelitian yang digunakan adalah metode rekqyasa (suatu kegiatan rancang bangun) yang tidak rutin, sehingga di dalamnya terdppat kontribusi bam, baik dalam bentuk proses maupun produk lprototij~e (Umar, 1994). Alat peigering ini terdiri dari lima sistem utama yaitu: subsistem 1 (kolektor surya), subsistem 2 (heat exchanger), subsistem 3 (kotak pengering), subsistem 4 (bak penampungan air), dan subsistem 5 (tangki Remanas tambahan). Pengujian alat pengering dilakukan dengan tiga perlaban dengan masingmasing dua kali pengujian, perlakuan aadalah dengan memanfaatkan radiasi m a ~ yang G terperang / ap oleh kolektor yang kemudian digundan sebagai sumherpanas untuk memanaskan air yanv melewati pipa kolektor. Perlakuan kedua adalah dengan menggunakan tungku biomassa sebagai sumber panas yang akan memanaskan air yang melewati tangki pemanas, ha1 ini sebagai substitusi energi matahari pada saat radiasi matahari tida)c memadari (cuaca mendung atau saat malam hari). Perlakuan keti~a adalah proses pengerisan sil pemanasan air pada perlaban pertama.

3 Kolektor yang dirancang memiliki panjang 1.5 _meter dan lebar 1 meter. Sebagai penukar panas digunakan radiator, dengan-kapasitas menampung air sebanyak liter, dengan ukuran panjang 17 cm, tinggi 20 cm dan tebal 1.5 cm. Kotak pengering mempunyai ukuran panjang 40 cm, tinggi 40 cm dan lebar 30 cm, kotak ini terbagi dua bagian, pada bagian bawah terdapat ruang plenum dengan tinggi 15 cm dan pada bagian atasnya terdapat ruaqg pengering dengan tinggi 25 cm dengan kapasitas bahan yang bisa dikeringkan 10 kg gabah. Bak penampung air terbuat dari kaca aquarium yang dilapisi dengan almaflex dengan tebal 1 cm. dengan panjang 100 cm, tinggi 25 cm, dan lebar 50 cm. Tangki pemanas yang didesain berbentuk tabung, dengaq diameter 12 cm dan tinggi 15 cm. - Tangki ini terbuat dari bahan - pelat besi dengan ketebalan 2 mm. Dimensi konstruksi alat pengering yaitu panjang l.fmeter, tinggi 1 meter &n lebar 1 meter, rangka ini terbuat dari besi siku lubang. Berdasarkan hasil pengujian pemanasan air mepggunakan kolektor ; diperoleh kenaikkan suhu air di bak setelah pemanasan selatpa 330 menit, adalah 20 OC dari suhu air 30 "C menjadi 50 "C, dengan radiasi mat*ari rata-rata sebesar w/m2, sedangkan untuk radiasi rata-rata sebesar w/m2 dengan pemanasan selama 255 menit diperoleh kenaikkan suhu air di bak sebesar 13.5 O C dari suhu air awal di bak adalah 39.5 OC menjadi 53 "C. Besarnya konsumsi energi panas spesifik untuk menwapkan kg air selama proses ' pengeringan adalah MJIkg air yang diuapkan, dengan energi untuk pemanasan udara ruang plenum sebesar MJ, terjadi penurunan kadar air gabah sebesar 8.14 % dari kadar air awal gabah sebesar % menjadi 13:56 % selama 285 menit proses pengeringan. Sedangkan untuk menguapkan kg air, konsumsi energi panas spesifiknya yaitu sebesar MJlkg air yang diuapkan, dengan besar energi untuk perqanasan udara ruang plenzrm adalah MJ, terjadi penurunan kadar air gabah sebesar % dari kadar air awal gabah sebesar % menjadi %. Pada pengujian dimana sumber panas berasal dari tupgku biomassa, suhu awal air di bak adalah 30 OC dan suhu air akhir sebesar 40.5 OC, dengan lama pemanasan 435 menit dengan efisiensi termal keseluruhan $stem sebesar %. Sedangkan dengan efisiensi termal %, diperoleh perubahan dari suhu awal air di bak sebesar 30 "C menjadi 42.5 OC, dengan lqma pemanasan 420 menit. Kisaran suhu air di bak hasil pengukuran pada proses pemanasan air menggunakan kolektor selama 330 menit dengan radiasi matabari rata-rata sebesar w/m2 adalah dari 30 "C sampai 50 OC, sedangkan kisaran suhu hasil simulasinya adalah dari 30 "C sampai "C, dengan nilai koefisien korelasi sebesar dan error sebesar 4.46 %. Hasil pengqkuran pada proses pemanasan air selama 255 menit dengan radiasi rata-rata sebesar w/m2 diperoleh kisaran suhu air di bak adalah dari 39.5 OC sampai 53 "C, sedangkan kisaran suhu hasil simulasinya adalah dari 39.5 "C sampai OC dengan nilai koefisien korelasinya sebesar dan error sebesar 2.86 %. Hasil simulasi untuk perubahan suhu udara ruang pleizuin pada saat pengukuran 48 OC sampai 36.5 "C, yaitu dari suhu 48 OC sampai 'C, dengan nilai koefisien korelasi sebesar dan error sebesar 3.80 %. Sedangkan hasil simulasi untuk perubahan suhu udara ruangplenutn 48 "C sampai 38 OC, yaitu dari 48 OC sampai "C, dengan nilai koefi sien korelasi dan error 2.36 %.

4 RANCANGAN ALAT PENGERING DENGAN KOLEKTOR SURYA PELAT DATAR YANG MENGGUNAKAN AIR SEgAGAI MEDIA PENYIMPAN PANAS UNTUK PENGERINGAN GABAB SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian ~nstitut Pertanian Bogor OIeh : FRIMA AGUNG NITLPRAJA F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

5 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTAWN RANCANGAN ALAT PENGERING DENGAN KOLEKTOR SURYA PELAT DATAR YANG MENGGUNAKAN AIR SEPAGAI MEDIA PENYIMPAN PANAS UNTUK PENGERINGAN GABAH SKRlPSI '~eba~ai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : FRTMA AGUNG NITIPRAJA F Dilahirkan pada tanggal 20 Nopember 1945 di Bandung Tangggal lulus :. Menyetujui, Bogor, September 2008 Dr. Ir. ~edpoih Oscar Nelwan, MS. SEP

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bandung 20 Nopember 1985 dan merupakan anak kedua dari tiga bersaudara, ayah bemama Agus Taufik Hidayat dan ibu Euis Ratnaningsih. Penulis memulai pendidikan formal di Sekolah Dasar Negeri 3 Cibogo tahun 1992, kemudian melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama Negeri 3 Lembang tahun Pendidikan tingkat atas didapatkan dari Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Lembang pada tahun Tahun 2004 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Sesuai program pendidikan phasing out S1 Departemen TEP, maka pada semester 6 penulis memilih bagian Energi dan Elektrifikasi Pertanian (EEP). Selama menjalani kuliah di IPB, penulis aktif dalam organisai Forum Bina Islami (FBI) Fateta dan Koperasi Mahasiswa (KOPMA) IPB. Pada tahun 2007 penulis melaksanakan praktek lapang di PTPN VIII Perkebunan Teh Rancabali Ciwidey, propinsi Jawa Barat dengan Laporan Praktek Lapang yang berjudul "Mempelajari Aspek Energi Pada Proses Pengolahan Teh Hitam di PTPN VIII Kebun Rancabali, Ciwidey, Bandung - Jawa Barat". Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknologi Peltmian, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul "Rancangan Aiat Pengering Dengan Kolektor Surya Pelat Datar Yang Menggunakan Air Sebagai Media Penyimpan Panas Untuk Pengeringan Gabah".

7 KATA PENGANTAR Alhamdullillah, puji dan syukur penulis panjatkan kq hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul "Rancangan Alat Pengering Dengan Kolektor Surya Pelat Datar Yang Menggnnakan Air Sebagai Media Penyimpan Panas Untuk Pengeringan Gabah" ini dengan baik. Krisis energi dewasa ini semakin mengancam setiap proses produksi, oleh karena itu kita dituntut untuk lebih hemat dalam penggunaan energi, tetapi jangan sampai mengurangai kapasitas produksi itu sendiri.. Penggunaan energi alternatif misalnya energi matahari mempakan salah satu cara untpk mengatasi krisis energi, oleh karena itu penulis mencoba untuk merancang al~t pengering dengan menggunakan kolektor surya pelat datar dengan menggunakqn media air sebagai penyimpan panas untuk pengeringan gabah, sehingga dihqrapkan pengeringan dapat berlangsung secara kontinyu dan hemat dalam penggunaan energi listrik. Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak menerima bantuan dari berbagai pihak yang bersifat materiil, bimbingan maupun semangat, oleh karena itu penulis mengucapkan rasa penghargaan dan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. Leopold Oscar Nelwan, M.Si selaku dosen peqbimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama pelaksanaaq kegiatan penelitian dan dalarn penyusunan skripsi ini. 2. Dr. Ir. a ah Wulandani, M.Si dan Ir. Putiati Mahdar, MAppSc yang telah bersedia meluangkan waktunya menjadi penguji pada ujian akhir penulis. 3. Kepada selumh stap Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian yang telah memberikan bantuan peminjaman alat untuk pengujian. 4. Kepada selumh stap bengkel METANIUM yang telah membantu dalam pembuatan alat pengering. 5. Kedua orang tua (Agus Taufik Hidayat dan Euis Ratnaningsih), dan keluarga (Teh Fika, A Dian, Rissa dan Ineu) yang selalu memberikan dorongan, semangat, dan doa hingga selesainya laporan skripsi ini. 6. R. Gilang GKS yang selalu berjuang bersama selama kegiatan penelitian.

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101