SIMPULAN UMUM 7.1. OPTIMISASI BIAYA KONSTRUKSI PENGERING ERK

Transkripsi

1 VII. SIMPULAN UMUM Berdasarkan serangkaian penelitian yang telah dilakukan dan hasil-hasil yang telah dicapai, telah diperoleh disain pengering ERK dengan biaya konstruksi yang optimal dan dapat memberikan performansi yang sesuai kebutuhan pengguna, serta menghasilkan produk kering yang bermutu tinggi. Secara kuantitatif hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut: 7.1. OPTIMISASI BIAYA KONSTRUKSI PENGERING ERK Optimisasi biaya konstruksi pengering ERK untuk cengkeh telah dilakukan dalam penelitian dan menghasilkan delapan skenario disain dengan biaya konstruksi yang optimal. Kedelapan skenario disain tersebut adalah: 1. Skenario 1 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- dengan ukuran bangunan 2.5 m x 2.5 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 1.7 m x 1.7 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 142 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar (tidak mengkilat) seluas 3.36 m 2, dan penukar panas dari pipa besi dengan luas pindah panas sebesar 1.4 m 2. Kipas dengan daya 90 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 W/m 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 1.2 kg/jam. Dengan mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 35.7 jam (Lampiran III-6). 2. Skenario 2 adalah pengering dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- mengkilat) seluas 5.12 m 2, dan penukar panas dari pipa besi dengan luas pindah panas sebesar 5.4 m 2. Kipas dengan daya 243 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Dengan tingkat radiasi surya sebesar 500 W/m 2, pada siang hari, maka suhu pengeringan yang dihasilkan adalah 50 o C. Sedangkan pada malam hari bahan bakar arang digunakan sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 4.8 kg/jam. Dengan mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 35.7 jam (Lampiran III-7). 3. Skenario 3 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- dengan ukuran bangunan 5.4 m x 5.4 m x 2.4 m, di dalamnya terdapat 8 tumpukan rak, masing-masing rak berukuran 4.6 m x 4.6 m, untuk mengeringkan cengkeh dengan kapasitas 1042 kg, membutuhkan plat absorber dari bahan plat seng dicat warna hitam pudar (tidak mengkilat) seluas 8 m 2, dan penukar panas dari pipa besi yang dicat warna hitam pudar -

2 17 m 2. Kipas dengan daya 656 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dari matahari dengan tingkat radiasi 500 W/m 2 pada siang hari, pada malam harinya dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 15 kg/jam. Dengan mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 35.7 jam (Lampiran III-8). 4. Skenario 4 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- 1.2 m 2. Kipas dengan daya 247 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 45 o C, selain energi dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 1.1 kg/jam. hingga mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 50 jam (Lampiran III-2). 5. Skenario 5 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- 3.6 m 2. Kipas dengan daya 245 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 48 o C, selain energi dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 3.3 kg/jam. hingga mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 40.7 jam (Lampiran III-9). 6. Skenario 6 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp , m 2. Kipas dengan daya 235 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.04 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 60 o C, selain energi

3 dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 8.5 kg/jam. hingga mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 35.7 jam (Lampiran III-10). 7. Skenario 7 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- 7.6 m 2. Kipas dengan daya 380 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.05 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 6.7 kg/jam. hingga mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 28.6 jam (Lampiran III-11). 8. Skenario 8 adalah pengering ERK dengan biaya konstruksi optimum Rp ,- 9.7 m 2. Kipas dengan daya 547 W mampu untuk menghasilkan kecepatan lokal di atas produk sebesar 0.06 m/dt. Untuk mempertahankan suhu pengeringan pada 50 o C, selain energi dibutuhkan bahan bakar arang sebagai energi tambahan dengan laju pembakaran 8.5 kg/jam. hingga mencapai kadar air akhir 12 % bb dalam waktu 23.8 jam (Lampiran III-12). Kedelapan skenario di atas merupakan disain optimal, sesuai dengan kondisi pengeringannya. Petani, pedagang pengumpul cengkeh atau pengguna lainnya dapat memilih salah satu dari kedelapan disain tersebut di atas. Apabila diinginkan kondisi yang berbeda, seperti adanya perubahan cuaca, sehingga intensitas radiasi matahari turun, suhu pengeringan atau kapasitas massa cengkeh yang berbeda, maka model optimisasi yang telah dibangun dapat digunakan untuk menghitung besarnya biaya konstruksi pengeringan yang optimum sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Berdasarkan perbandingan biaya konstruksi pada berbagai kapasitas, perubahan kapasitas produk yang dikeringkan sangat mempengaruhi biaya konstruksi optimum. Perubahan suhu atau kecepatan pada kapasitas yang sama tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap biaya konstruksi optimum.

4 7.2. PERFORMANSI PENGERING ERK UNTUK PENGERINGAN CENGKEH Berdasarkan uji coba pengeringan cengkeh, untuk kasus penggunaan pengering ERK berukuran 3.6 m x 3.6 m x 2.4 m, yang dibangun sesuai dengan hasil optimisasi dapat disimpulkan bahwa, percobaan menggunakan suhu operasi pengeringan sebesar 48 o C memberikan hasil terbaik, dilihat dari segi efisiensi pengunaan energi maupun mutu cengkeh kering. Energi tambahan dari pembakaran arang kayu diperlukan untuk mempertahankan suhu pengeringan 48 o C. Untuk mendapatkan efisiensi pengeringan yang lebih, maka disarankan untuk mengeringkan dalam kapasitas penuh sesuai dengan hasil optimisasi, yaitu 386 kg. Apabila cuaca cerah dengan tingkat radiasi surya mendekati rata-rata radiasi surya di Indonesia W/m 2, penggunaan bahan bakar biomassa dilakukan pada sore hari mulai pukul hingga malam dan keesokan harinya sampai pukul Namun jika cuaca mendung atau hujan, penggunaan bahan bakar biomassa dilakukan sepanjang waktu pengeringan. Penggunaan kipas secara kontinyu dilakukan pada hari pertama pengeringan sepanjang siang dan malam. Pada hari selanjutnya kipas dinyalakan secara intermitten dengan pola; hidup selama 3.5 jam dan mati selama 1 jam. Pengering ERK untuk pengeringan cengkeh memiliki efisiensi 19 % dengan konsumsi energi sebesar 14.7 MJ/kg uap air. Melalui uji mutu cengkeh diperoleh kesimpulan bahwa, dengan pengering ERK dihasilkan cengkeh kering mutu I dan II SIMULASI ALIRAN UDARA DI DALAM RUANG PENGERING ERK Melalui simulasi aliran udara di dalam pengering ERK telah diperoleh disain tata letak inlet, outlet dan kipas yang tepat sehingga dapat menghasilkan keseragaman suhu, RH dan kecepatan aliran udara di dalamnya. Dengan menerapkan dimensi pengering yang telah diperoleh dari perhitungan optimisasi skenario-3 (yaitu pengering ERK dengan dimensi bangunan 3.6 x 3.6 x 2.4 m 3 ). Dua buah inlet masing-masing berukuran 0.1 m x 1 m pada ketinggian 1.4 m. Dua buah outlet masing-masing berukuran 0.2 m x 0.8 m pada ketinggian 0.8 m pada dinding yang berseberangan dengan inlet. Tiga buah kipas dengan diameter masing-masing 0.2 m digunakan sebagai perata udara pengering. Kipas 1 (kipas bawah) terletak 0.2 m di depan penukar panas pada ketinggian 0.4 m dari lantai bangunan dengan daya 100 W. Kipas 2 (kipas tengah) terletak di tengah bangunan di atas rak paling atas dengan daya 40 W. Kipas 3 (kipas atas) terletak di atas penukar panas pada ketinggian 1.8 m sejajar dengan posisi rak paling atas (rak 8) dengan daya 100 W. Penukar panas seluas 1.2 m 2 terletak 0.2 m dari dinding pada ketinggian 0.4 m dari lantai pengering. Suhu yang dihasilkan pada seluruh rak sebesar 45.4 o C dengan nilai ragam sebesar 1.6 o C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.05 m/dt dengan nilai ragam 0.03 m/dt. Pada malam hari disarankan hanya menggunakan kipas bawah untuk meratakan suhu dan kecepatan udara. Kipas tengah dan kipas atas sebaiknya tidak dinyalakan. Dengan kondisi

5 tersebut, maka diperoleh nilai rata-rata suhu pada seluruh rak sebesar 43.2 o C dengan nilai ragam sebesar 2.2 o C, dan nilai rata-rata kecepatan 0.17 m/dt dengan nilai ragam 0.02 m/dt ANALISIS BIAYA Berdasarkan analisis biaya dapat disimpulkan bahwa pengering ERK layak digunakan untuk usaha pengeringan cengkeh oleh petani maupun pedagang pengumpul. Secara umum, bagi petani, usaha perkebunan cengkeh dan pengeringan cengkeh menggunakan pengering ERK menguntungkan. Keuntungan akan lebih besar lagi apabila luas lahan yang dimilikinya semakin besar. Bagi pedagang pengumpul, penggunaan pengering ERK memberikan keuntungan yang lebih besar dibandingkan lamporan, dan semakin besar kapasitas produk yang dikeringkan akan semakin menguntungkan. Bagi pedagang pengumpul, pengeringan cengkeh dengan pengering ERK berkapasitas 386 kg dapat memberikan keuntungan rata-rata sebesar 8.9 juta rupiah per tahun. Dengan modal awal pada tahun ke-1 sebesar 265 juta rupiah, pada tahun ke-2 usaha ini sudah dapat mengembalikan modal.