BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Setelah melakukan penelitian pengeringan ikan dengan rata rata suhu

Transkripsi

1 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Penurunan Kadar Air Setelah melakukan penelitian pengeringan ikan dengan rata rata suhu ruang pengeringan sekitar 32,30 o C, suhu ruang hasil pembakaran 51,21 0 C dan kecepatan udara ruang pengering 3,17 m/s, kecepatan udara ruang pembakaran 2,26 m/s maka diperoleh pola penurunan kadar air seperti disajikan pada Gambar 4.1. Pada Gambar 4.1 di bawah, disajikan kurva pola penurunan kadar air dari sampel selama proses pengeringan. Dari grafik ini, nampak bahwa proses pelepasan uap air terikat pada bahan terjadi selama 5,5 jam dengan kecepatan udara 3,17 m/s. 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0,000 bobot ikan 1,953 1,894 1,834 1,817 1,675 1,996 1,917 1,858 1,823 1,787 1,533 bobot ikan Gambar 4.1. Kurva Pola Penurunan Selama Proses Pengeringan Lapisan Tipis

2 32 Penelitian ini berjalan dalam kurun waktu yang relatif singkat sehingga variasi suhu dankelembaban udara ruangan penelitian relatif seragam. Dengan demikian, faktor yang berpengaruh pada laju pengeringan dapat diasumsikan hanya kecepatanudara pengeringan.periode dimana laju pengeringan tetap constant drying rate dan lajupengeringan menurun falling drying rate terjadi. Tabel 4.1. Data Hasil Pengukuran Pada Pengujian Alat Pengering Multikomoditas Tipe Udara Hembus No. Waktu (Menit) T1 ( 0 C) Udara masuk RH1 (%) V1 T2 ( 0 C) Udara Keluar RH2 (%) ,00 2, ,00 0, ,00 1,40 36,8 92,50 1, ,00 2, ,00 1, ,00 3, ,00 2, ,5 74,00 3, ,00 2, ,00 3,53 51,5 82,00 2, ,5 78,00 3, ,50 3, ,00 4, ,00 3, ,5 76,00 4, ,00 3, ,00 2, ,00 1, ,8 82,50 2, ,00 1,52 Rataan 32,30 74,50 3,17 51,21 82,91 2,26 Sumber : Hasil Pengujian, V2 Berdasarkan Tabel 4.1 nampak bahwa temperatur udara masuk lebih rendah dari udara keluar, namun kecepatan udara di terowongan udara pada saat masuk lebih tinggi dibandingkan dengan kecepatan udara dari ruang pengeringan pada saat udara keluar Perbandingan Suhu Udara masuk Dan Suhu Udara keluar Suhu udara keluar dari ruang pengering lebih tinggi dari suhu udara masuk kedalam ruang pengering seperti terlihat pada gambar 4.3 di bawah ini.

3 33 70 Perbandingan Suhu dan Waktu Suhu Suhu Udara Masuk T Waktu Gambar 4.2. GrafikPerbandingan Suhu Udara masuk Dan Suhu Udara keluar (Sumber : Hasil Pengolahan Data 2013) Pada gambar 4.2. menunjukan proses pengeringan ikan dalam ruang pengering dimana pada jam ruang pengering menerima suhu pengering tertinggi yakni sebesar 65 0 C, sedangkan suhu awal ruang pengering sebesar 36 0 C pada jam Hal ini di sebabkan karena dalam proses pengeringan suhu ruang pengeringan tidak stabil, karena dalam proses pengeringan memerlukan energi panas yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa. Energi panas yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa tidak selamanya stabil hal inilah yang mempengaruhi naik turunnya suhu dalam runag pengering. Berdasarkan tabel diatas terjadi kenaikan suhu pada ruang pengering, dimana rata-rata suhu udara masuk 32,30 0 C dan rata-rata suhu udara keluar adalah 51,21 0 C.

4 Perbandingan Kelembaban Udara Masuk Dan Udara Keluar Alat Pengering. Kelembaban udara keluar dari ruang pengering lebih tinggi dan mengalamii fruktuasi dari kelembaban udara. udara masuk kedalam ruang pengering seperti terlihat pada gambar 4.3 di bawah ini. Perbandingan kelembaban Dan Waktu Kelembaban 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 RH1 RH Waktu Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Suhu Udara masuk Dan Suhu Udara keluar (Sumber : Hasil Pengolahan Data 2013) Pada gambar 4.3. menunjukan bahwa RH tertinggi pada jam yaitu % dan terendah pada jam yakni 30.5 % dan pada akhir pengeringan yaitu pada jam dengan % hal ini menunjukan bahwa RH relatif tinggi terjadi pada pertengahan proses pengeringan. Hal tersebut disebabkan karena pada pertengahan proses pengeringan udara panas sangat kurang dalam ruang pengering sehingga kelembaban udaranya tinggi. Berdasarkan Tabel diatas terjadi kenaikan kelembaban udara pada ruang pengering, dimana rata-rata

5 35 kelembaban udara masuk 74,50 % dan rata-rata kelembaban udara keluar adalah 82,91 % Perbandingan Kecepatan Udara Masuk Dan Udara Keluar Alat Pengering. Kecepatan udara masuk ke ruang pengering lebih tinggi dan mengalami fruktuasi dari Kecepatan udara keluar ruang pengering seperti terlihat pada gambar 4.4 di bawah ini. Perbandingan Kecepatan Dan Waktu Kecepatan 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Q1 Q Waktu Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Kecepatan Dan Waktu Pada gambar 4.4. menunjukan bahwa kecepatan tertinggi udara masuk yaitu 3.67 m/det pada jam dan terendah pada jam yakni 2.46 m/det dan pada akhir pengeringan yaitu pada jam dengan 3.17 m/det hal ini menunjukan bahwa kecepatan udara tungku pengeringan dipengaruhi oleh kecepatan udara di lokasi pengujian alat pengering ikan tersebut. Berdasarkan tabel diatas terjadi penurunan Kecepatan udara pada ruang pengering, dimana

6 36 rata-rata Kecepatan udara masuk 3,17 m/s dan rata-rata Kecepatan udara keluar adalah 2,26 m/s. No. Tabel 4.4. Keadaan Udara Hembus Pada Saat Di Dalam Ruang Pengering Waktu Ruang Pengering T (oc) RH (%) , , , , , , , , , , ,3 45 Sumber : Hasil Pengujian, Berdasarkan Tabel 2, nampak bahwa suhu udara dalam ruang pengering mengalami fluktuasi antara 75 O C 84 O C dengan tingkat kelembaban 40% - 81%. Udara panas inilah yang digunakan untuk mengeringkan ikan di dalam ruang pengering.

7 37 Perbandingan Suhu dan Waktu Di Dalam Ruang Pengering T ( o C) Suhu Waktu Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Suhu Dan Waktu Di Dalam Ruang Pengering Pada gambar 4.5. menunjukan proses pengeringan ikan dalam ruang pengering dimana pada jam ruang pengering menerima suhu pengering tertinggi yakni sebesar C, sedangkan suhu awal ruang pengering sebesar C pada jam Dan suhu terendah pada jam yaitu C.Hal ini di sebabkan karena dalam proses pengeringan suhu ruang pengeringan tidak stabil, karena dalam proses pengeringan memerlukan energi panas yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa. Energi panas yang dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa tidak selamanya stabil hal inilah yang mempengaruhi naik turunnya suhu dalam runag pengering..

8 38 T ( o C) Perbandingan Kelembaban dan Waktu Di Dalam Ruang Pengering Waktu Kelembaban Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Dan Waktu Di Dalam Ruang Pengering Pada gambar 4.6. menunjukan bahwa RH tertinggi pada jam dan yaitu 81 % dan terendah pada jam yakni 43 % dan pada akhir pengeringan yaitu pada jam dengan 45 % hal ini menunjukan bahwa RH relatif tinggi terjadi pada pertengahan proses pengeringan. Hal tersebut disebabkan karena pada pertengahan proses pengeringan udara panas sangat kurang dalam ruang pengering sehingga kelembaban udaranya tinggi. Grafik perbandingan suhu,kelembaban dan waktu di dalam ruang pengering. Berdasarkan data pengujian dan pengukuran diatas, maka selanjutnya akan dilakukan proses perhitungan yang berawal dari perhitungan kadar air hingga efisiensi pengeringan. Dimana kadar air menunjukkan banyaknya kandungan air yang terdapat dalam suatu komoditas persatuan bobot bahan tersebut dengan membandingkan berat komoditas sebelum pengeringan dengan berat komoditas setelah pengeringan, sehingga kadar air basis basah dan kering dari suatu komoditas dirumuskan berdasarkan persamaan 1 sebagai berikut :

9 39 Kadar air basis basah =, x100% = 10,64% Kadar air basis kering =, x100%, = 11,91% Sedang untuk mencari massa yang hilang dapat diambil contoh perhitungannya dengan menggunakan data pada Tabel 4.1 No.1 pada pengujian pertama dengan waktu pengeringan 0-30 menit. Data tersebut yakni : T1 = 33 O C RH1 = 0,71 v1 = 3.10 m/det 2 P = KPa (hasil dari interpolasi) T2 = 36 O C RH2 = 0.9 v2 = 2.26 m/det A = m 2 Maka laju penguapan air dari ikan cakalang adalah : RH1 =. Pv = 0, kpa = 8,59242 kpa Sehingga kelembaban absolut udara masuk (ω1) adalah : ω1 = = 0,00476 kg uap air /kg udara kering Sedangkan untuk kondisi udara keluar ruang pengering kelembaban absolutnya sebagai berikut : P = KPa (hasil dari interpolasi)

10 40 Pv = RH2.P = KPa = 48,705 KPa Sehingga kelembaban absolute udara keluar ruang pengering (ω2) yakni : ω2 = = 0,026 kg uap air /kg udara kering Data berikut ini akan digunakan menghitung laju aliran udara kering, yakni : ρ A v2 = kg uap air = m2 = 2,71 m/det Sehingga laju aliran massa udara kering ( m udara kering), yakni : m ud =.. ( ) =,,, (. ) =0,0609 kg udara kering Maka laju penguapan air dari ikan cakalang, yakni : m ua = m udara kering (ω1 ω2) = 0,0609 (0, ,0026) =0, kg/det Selanjutnya berdasarkan laju penguapan air dari ikan cakalang dapat diketahui massa uap air dan massa ikan cakalang setelah pengujian, yakni : M uaik = 0,000131x3600= 0,471Kg uap air Sehingga energi yang dibutuhkan untuk menguapkan kadar air dari ikan cakalang sebesar : Q L = M uaik. L h = 0,471x 2275,03 =1073 kj Adapun energi yang tersedia untuk pengeringan adalah (Qs) : 1. Energi Biomassa (batok/tempurung kelapa) (Qb) Qb = mb. Nkb = 68 kg ,616 KJ/Kg = kj = 1,1 MJ

11 41 2. Energi listrik penggerak kipas (E) E = 3.6 Pk.t = 3, = kj Energi total yang tersedia untuk pengering adalah : Qb = E + Q s = kj kj = kj Disamping itu panas yang digunakan untuk menaikkan suhu produk yakni (Siebel dalam Heldman dan Singh, 1987) Cpb = (M ap ) = 0,873 + (0,034.0,8)= 0,9002 kj/kg O C Q ΔT = mo.cpb (T R -T B ) = 3.0,9002.(78,73-32) = 126,2 kj Total kalor yang di pergunakan oleh produk dalam proses pengeringan adalah jumlah dari kalor untuk menaikan suhu produk dan menguapkan kadar air. Q T =Q ΔT + Q L Q T =59,4kJ kj Q T = 1129,4kJ Kalor yang diterima udara pengering akibat transfer panas dari hasil pembakaran tempurung kelapa pada tungku adalah : Q udara = m ud. Cpu(Tr Tl)3600t = 0,0609 x 0.24(78,737 C 32 C)3600x 5,5 s = ,5kJ Konsumsi udaraspesifik : KES = Q udara /m uaik

12 42 KES = ,5kJ/ 0,471 kg KES = ,56kJ/kg Maka efisiensi pengeringan dapat diperoleh berdasarkan perbandingan antara energi total yang digunakan oleh produk terhadap energi menaikan suhu produk, sehingga : pengeringan = x100% =,., x100% =8,35 % Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa tingkat effisiensi ruang pengering mekanik multi komoditas tipe udara hembus yakni 8.35 %. Dari nilai efisiensi yang di dapatkan dapat kita ketahui bahwa kerugian kalor dalam ruang pengering adalah sebesar 100% -8.35% yaitu sebesar 91,65 %. Tingkat effisiensi alat ini tergolong rendah, hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, yakni: 1. Ketebalan bahan sebagai dinding konstruksi alat pengering mekanik multi komoditas tipe udara alami tergolong tipis sehingga pada proses pengeringan berlangsung banyak energi panas yang terbuang atau terjadi energy losses (kerugian energy kalor). 2. Bahan dari dinding ruang pengering adalah penghantar kalor yang baik sehingga memudahkan perpindahan kalor dari dalam ruangan pengering kelingkungan yang menyebabkan rugikalor yang cukup besar. 3. Alat pengering mekanik multi komoditas tipe udara alami tidak dilengkapi dengan system isolasi sehingga energi panas banyak yang terbuang. 4. Pada diagram sankey dibawah ini dapat kita ketahui rugian kalor pada ruang pengering adalah sebesar 6122,32 kj

13 43 Qs = kj Rugi kalor ke cerobong kj Qud =13.525,5 kj QL = 1073 kj Q T = kj QT = kj Pertama tama energi dihasilkan dari pembakaran tempurung kelapa (Q s ) kemudian energi tersebut di transfer ke udara yang lewat pintu masuk tungku alat pengering (Q ud ), kalor inilah yang akan menaikan suhu produk (Q T ) dan juga menguapkan (Q L ) kandungan air dalam ikan sehingga air menjadi kering.