MODEL SIMULASI PENGERI NGAN GENGKEH Y lpe " GROSS - FLOW "

Transkripsi

1

2 ,, F -," /*a J / ;.:!,~? \ /o(,(/o, /., MODEL SIMULASI PENGERI NGAN GENGKEH Y lpe " GROSS - FLOW " Oleh NANlK SRI HARTANI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN; INSTITUT PERTANIAN BOGOR B O G O R

3 Nanik Sri Hartani. F Model Simulasi Pengeringan Cengkeh Tipe "Cross-flow". Dibawah bimbingan Atjeng M. Syarief... RINGKASAN Pengeringan adalah proses penurunan air dari hasil pertanian sampai kadar air setimbang dengan keadaan udara di sekelilingnya atau sampai kadar air dimana mutu hasil pertanian tersebut dapat dipertahankan dari serangan jamur, aktivitas serangga dan enzim. Tujuan penelitian ini adalah membuat model simulasi penge-ringan cengkeh dengan pengering tipe "cross-flow" dan mempelajari pengaruh suhu udara pengering, kadar air awal dan kelembaban relatif serta kelembaban mutlak udara pengering terhadap performansi pengering tipe "cross-flown. Penelitian ini menggunakan data sekunder yang meliputi data untuk cengkeh dan alat pengering tipe ucross-flow". Data yang dimaksud adalah data pengeringan untuk cengkeh (hasil penelitian Anwar, 1987) yang dibatasi untuk cengkeh yang telah terfermentasi dengan suhu dan kelembaban nisbi udara pengering tertentu dengan kecepatan aliran udara 0.10 meterfdt. Kadar air keseimbangan diambil untuk cengkeh yang terfermentasi, yaitu Me= exp( A T), sedangkan untuk konstanta penge-ringannya adalah K=exp( fT). Kemudian data untuk

4 pengering tipe "cross-flow" digunakan alat pengering yang sama dengan pengering teh yang ada di PT. Gunung Mas. Kadar air dan suhu cengkeh dianalisa untuk setiap panjang tray tertentu (0.11 meter) dari tray yang digunakan, demikian juga dengan suhu dan kelembaban nisbi udara pengering. Model simulasi ini mencari parameter- parameter tersebut dengan menggunakan persamaan differensial parsial tipe bak yang pada dasarnya sama dengan tipe wcross-flow", yaitu dengan mengganti t menjadi y dan at menjadiay (At=Ay/V dan G =V Hasil yang P P P~P). diperoleh pada setiap tray (alat pengering ini terdiri dari empat tray) ternyata tidak dapat menerangkan suatu proses pengeringan yang diharapkan. Oleh karena itu analisa kemudian dilanjutkan dengan pengering tipe "cross-flow" untuk satu tray yang panjangnya 22 meter. Metoda yang terakhir ini menunjukkan bahwa kadar air cengkeh akan turun dengan semakin lamanya pengeringan, tetapi sebaliknya suhu cengkeh meningkat. Kadar air yang dihasilkan setelah melalui tray sepanjang 22 meter adalah %bk dengan suhu 57.2Oc. Untuk suhu udara pengering yang keluar (setelah mengeringkan cengkeh) menunjukkan kenaikan dengan semakin lamanya pengeringan, sedangkan untuk kelembaban nisbi adalah sebaliknya. Suhu udara pengering ini berpengaruh terhadap kadar air cengkeh, semakin tinggi suhu udara pengering maka waktu penge-ringan akan lebih singkat. Dengan suhu udara pengering 60.0~~ dan

5 kadar air awal %bk, kadar air %bk dicapai 1 setelah waktu pengeringan 18 - menit, dengan suhu udara 3 pengering 55.0~~ untuk kadar air awal dan waktu pengeringan yang sama, kadar air yang dicapai adalah %bk, dengan suhu udara pengering 50.0 c, kadar air yang dicapai adalah %bk dan untuk suhu udara penqering 45.0 c, maka kadar air yang dihasilkan adalah %bk. Demikian juga dengan kadar air awal yang berpengaruh terhadap kadar air, semakin rendah kadar air awal yang digunakan maka kecepatan pengeringan akan semakin meninqkat,- begitu sebaliknya. Denqan suhu udara pengering 60. O'C, selama 1 waktu pengerinqan 18- menit, untuk kadar air awal %bk, kadar air yang dihasilkan adalah %bk, untuk kadar air awal %bk, maka kadar air yang dicapai adalah %bk sedangkan untuk kadar air awal %bk, kadar air yang dihasilkan adalah %bk.

6 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" S K R I P S I Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar * SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada jurusan MEKANISASI PERTANIAN, Fakultas ~eknologi ~ertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh : NANIK SRI HARTANI F Dilahirkan pada tanggal 21 Maret 1968 di Rembang

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah swt. yang telah melimpahkan rahmatnya sehingga penulis menyusun skripsi ini denqan baik. dapat Kami sebagai penulis menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karenanya dalam kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Dr.Ir. Atjeng M. Syarief, MSAE yang telah membimbing dan memberi pengarahan dalam penulisan skripsi ini. 2. Ir. Suroso dan Ir. Aris Purwanto, yang telah bersedia menguji dan memberikan saran dalam penulisan skripsi ini. 4. Dr. Ir. Ridwan Thahir, yanq telah banyak membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 6. Mas Ari, mbak Nining, mas Heri, Andry, Unan, Suryani, Ari, Jiji, Dwi, Tyas, Maria dan keluarga Bayangkara 17 denqan segala dukungannya. 7. Dan semua pihak yanq tidak dapat kami sebutkan yanq telah membantu hingga selesainya tulisan ini. Akhirnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tulisan ini. Bogor, Agustus 1991 Penulis

8 DAFTAR IS1 Halaman DAFTAR GAMBAR... iv DAFTAR TABEL... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii DAFTAR SIMBOL... ix I. PENDAHULUAN... 1 I1. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. BOTANI... 4 B. PENANGANAN PASCA PANEN... 5 C. PROSES PENGERINGAN Pengeringan Lapisan Tipis Model Teoritis Pengeringan Lapisan Tipis Model Semi Teoritis dan Empiris Kadar Air Keseimbangan dan Konstanta Pengeringan D. MODEL SIMULASI PENGERINGAN LAPISAN TIPIS Model Pengeringan Lapisan Tebal a. Keseimbangan entalpi udara b. Keseimbangan entalpi biji-bijian c. Keseimbangan kandungan air d. Perubahan kadar air bi j i-bi j ian Model Simulasi Pengeringan Lapisan Tipis Cengkeh E. PENGERING TIPE "CROSS-FLOW" Modif ikasi Pengering "Cross-f low"... 26

9 2. Pengering Sistem "two stage-drier" I11. PENDEKATAN TEORITIS Halaman A. PENURUNAN MODEL PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW" B. ASUMSI-ASUMSI C. PARAMETER YANG DIGUNAKAN IV. METODOLOGI PENELITIAN A. DATA PENGERINGAN LAPISAN TIPIS B. KARAKTERISTIK ALAT PENGERING C. PEMECAHAN NUMERIK MODEL PENGERING TIPE "CROSS-FLOW" D. PENULISAN DENGAN PROGRAM KOMPUTER V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENGERINGAN TIPE "CROSS-FLOW" B. MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" (MULTI STAGE) C. ANALISIS MODEL SIMULASI PENGERINGAN CENGKEH TIPE "CROSS-FLOW" SATU TRAY VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA

10 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Pengeringan produk biologis selama LPT & LPM Pengeringan biji-bijian selama LPM 3. Volume kontrol Diagram pengering "Cross-Flow" 3 tahap Skema mesin pengering teh "Two Stage Dryer" Algoritma model persamaan differensial parsial tipe "cross-f low" multi stage Algoritma model persamaan differensial parsial tipe wcross-flow" satu tray Kadar air cengkeh pada pengering tipe vcross-flow" multi stage selama menit pertama Suhu udara pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama menit pertama Suhu cengkeh pada pengerlng tipe "cross-f loww.multi stage selama menit pertama Kelembaban relatif udara pengering pada pengering tipe "cross-flow" multi stage selama menit pertama Kelembaban mutlak udara pengering pada pengering tipe "cross-f low" multi stage selama menit pertama Perbandingan kadar air cengkeh hasil simulasi dengan hasil penelitian Choirul....