BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Energi atahari sebagai suber energi pengganti tidak bersifat polutif, tak dapat habis, serta gratis dan epunyai prospek yang cukup baik untuk dikebangkan. Apalagi letak geografis Indonesia didaerah khatulistiwa eiliki curah radiasi atahari yang hapir konstan sepanjang tahun. yang Agar peanfaatan energi surya ini lebih baik aka digunakan alat pengupul energi atahari. Alat ini dapat berupa pengupul pelat datar dan konsentrator. (Azridjal, 2003). 2.1 Peanas Udara Surya Peanas udara surya adalah alat yang dapat engkonversikan energi radiasi radiasi atahari ke dala energi kalor sehingga akan eningkatkan entalpi udara. Alat ini pada uunya sangat sederhana. Alat ini biasanya disebut kolektor/pengupul, uunya terdiri dari sebuah pelat penyerap/ absorber yang berfungsi untuk engkonversi energi, sebuah suatu saluran udara dan sebuah penutup bagian atas dapat ditabahkan jika diperlukan. Saat udara engalir asuk ke dala saluran udara, panas dipindahkan dari udara ke absorber, sehingga teperatur udara bertabah atau dengan kata lain diperoleh udara panas.(azridjal, 2004) Peanas udara surya dapat dikelopokkan atas : peanas surya langsung/direct solar drier (pasif), dan peanas surya tidak langsung/ indirect solar drier (aktif) atau kobinasi keduanya (Dahnil, 1990). 5

2 Peanas surya langsung (pasif), di ana radiasi yang atahari diserap secara langsung oleh produk dan lingkungan sekitar. Bentuk sederhana dari pengering ini terdiri dari sebuah kotak berisi produk dengan suatu tutup transparan pada keiringan tertentu, dan lubang ventilasi untuk tepat asuknya udara segar dan keluarnya udara yang lebab. Radiasi surya yang enipa kotak dengan tutup transparan akan eanaskan produk, atau perukaan gelap didala leari pengering, dan enyebabkan uap air keluar dari bahan yang sedang digeringkan. Siste seperti ini irip dengan suatu ruah kaca diana plastik atau kaca transparan enutup rangka ruah kaca. (gabar 2.1). Gabar 2.1 Pengering surya Langsung Peanas tidak langsung di ana radiasi atahari digunakan untuk eanaskan udara yang keudian dialirkan ke ruang pengering /aktif. Pengering surya ini enggunakan suatu kolektor udara surya terpisah, terdiri dari suatu plat loga yang berwarna gelap di (dala) suatu kotak dengan tutup kaca transparan (gabar 2.2). Gabar 2.2 Pengering surya tidak langsung 6

3 2.2 Keseibangan Energi Pada Kolektor Energi yang diserap oleh kolektor (Q A ) adalah : Q GA( ) (2.1) A diana Q A adalah besar energi yang diserap (kw), G adalah radiasi surya total (kw/ 2 ), A adalah luas kolektor surya ( 2 ), τ adalah faktor transission dari penutup, α adalah faktor absorptance dari pelat penyerap kolektor. Energi yang hilang/kerugian energi dari kolektor (Q L ) adalah L p a Q UA T T (2.2) diana Q L adalah kerugian energi dari kolektor (kw), U adalah nilai koefisien perpindahan kalor keseluruhan dari kolektor (kw/ 2 K), A adalah luas kolektor surya ( 2 ), T p adalah teperatur pelat penyerap kolektor (K), dan T a adalah teperatur udara sekitar (K). Keseibangan energi pada kolektor, seperti tapak pada gabar 2.3. Energi surya yang diserap kolektor h Energi beranfaat dari kolektor Kerugian energi dari kolektor Gabar 2.3. Keseibangan energi pada kolektor Energi berguna yang diperoleh dari kolektor (Q s ) adalah sebesar : ( ) Q GA UA T T (2.3) s p a Energi yang diteria oleh kolektor dengan intensitas radiasi (E glob ) dan luas kolektor (Ak) ialah : Qin Eglob. Ak (2.4) 7

4 Efisiensi kolektor ditentukan dari besarnya energi yang diserap oleh kolektor (Q in ) terhadap, besarnya energi yang dapat dianfaatkan (Q s ). Q s a (2.5) Qin Proses pengeringan erupakan cara untuk engeluarkan kandungan air dala bahan sapai pada harga tertentu dengan enggunakan kalor. Pada proses pengeringan terjadi dua proses secara bersaaan yaitu proses perpindahan energi dala kalor/panas dari lingkungan untuk enguapkan kandungan air dari bahan dan perpindahan assa air di dala bahan ke perukaan sebagai akibat proses penguapan dari kalor/panas yang dipindahkan. dan perpindahan assa secara bersaaan. Pada proses pengeringan terjadi perpindahan assa air secara teral untuk eperoleh produk yang kering (kandungan air rendah). 2.3 Energi yang Dibutuhkan dala Proses Pengeringan Besarnya energi yang dibutuhkan dala proses pengeringan sangat dipengaruhi oleh kadar air awal bahan yang akan dikeringkan, kadar air akhir yang diinginkan, dan julah assa bahan yang akan dikeringkan. Ruusan energi pengeringan yang dibutuhkan secara uu ditentukan dari analisa terodinaika proses pengeringan tersebut, penentuan kebutuhan energi pengeringan dala uraian berikut dapat digunakan (Fachrizal, et al, 1994). Keseibangan energi pada proses pengeringan digabarkan pada gabar 2.4. Dari gabar 2.4 dapat dihitung keseibangan energi dan assa proses pengeringan yaitu : h h h Q (2.6) 1 1 w w 2 2 diana : 8

5 1 = kondisi asuk siste 2 = kondisi keluar siste = assa udara (kg udara kering/ja) W = kelebaban utlak (kg/kg udara kering) h = entalpi udara (kj/kg) w = assa air yang dikeluarkan dari bahan yang dikeringkan(kg/ja) h w = entalpi penguapan air (kj/kg) Q = kalor untuk pengeringan (kj/ja) 1 W 1 h 1 t 1 Udara Ruang Pengering 2 W 2 h 2 t 2 Q M w h w Gabar 2.4 Keseibangan Massa dan Energi Proses Pengeringan W W ; (2.7) 1 1 w w 2 1 W W (2.8) Besarnya energi total ( Q ) pada proses pengeringan sangat tergantung pada kadar T air bahan, kadar air akhir yang diinginkan, assa bahan yang akan dikering dan energi yang digunakan enaikkan teperatur bahan ( Q ), energi untuk enaikkan teperatur air di dala bahan ( Q ), energi untuk enguapkan kandungan air dala bahan ( Q ), dan energi untuk enaikkan teperatur uap air ( Q ). e QT Qk Q Qe Qv (2.9) k v 2.4 Penyipan Panas Penyipan panas berfungsi untuk eberikan panas tabahan jika energi yang dibutuhkan dala ruang pengering berkurang. Beberapa hal yang harus dipertibangkan pada waktu eilih, erencanakan dan engoperasikan siste 9

6 penyipan energi adalah kapasitas panas yang besar, kerapatan penyipan energi (kj/ 3 ), ekonois dan urah serta eperhitungkan efisiensi teral. Persaaan uu penyipan energi sesuai dengan julah panas yang diserap adalah : s. i 4400 sapai 6600kJ A c i C pl T T i C T T o sl pl 2 in (2.10) Batu adalah penyipan panas sensibel yang hanya engalai kenaikan teperatur seiring bertabahnya julah panas yang disipan. Penggunaan batu sebagai penyipan panas sensibel lebih praktis dan urah dibandingkan dengan edia penyipan panas yang berubah fasa (penyipan panas laten). Besarnya panas sensibel yang diperlukan untuk enaikkan teperatur batu tiap satuan assa sebesar satu derajat disebut kapasitas panas batu yaitu : dq C (2.11). dt Untuk penyipan panas laten yaitu penyipanan yang terjadi pada bahan/zat yang saat berlangsungnya perubahan fasa zat, yaitu dari padat ke cair atau dari cair ke padat. Persaaan untuk panas laten adalah :he equation for latent heat is: Q L (2.12) Q adalah julah energi yang dilepaskan atau diserap selaa terjadinya perubahan fasa zat (joules), assa zat (), dan L erupakan panas laten spesifik dari partikel za tersebut (J kg -1 ). 10