METODOLOGI Lokasi dan Waktu Bahan dan Alat Bahan Alat Tahapan Perancangan Alat Pengering Gagasan Awal

Transkripsi

1 METODOLOGI Lokasi dan Waktu Desain dan pembuatan alat pengering dilakukan di Laboratorium Lapangan Siswadi Supardjo. Pengujian dilakukan di Laboratorium Teknik Energi Terbarukan Departemen Tenik Mesin dan Biosistem FATETA IPB pada bulan Januari 2011 Mei Bahan dan Alat Bahan Bahan yang digunakan untuk membuat alat pengering di antaranya yaitu kayu lapis dengan tebal 18 mm, aluminium strip 12 mm, aluminium profil L 13 mm, aluminium lembaran tebal 0.3 mm, kawat net aluminium, sekrup, baut, paku, blind rivet, lem kayu dan baling-baling kipas standing fan. Bahan yang digunakan untuk uji kinerja alat pengering adalah kentang varietas Granola yang diiris dalam bentuk chips dengan ketebalan 2.5 mm dan diblansing selama 3 4 menit dengan air panas. Alat Alat yang digunakan untuk pembuatan alat pengering adalah gergaji, palu, meteran, pasah kayu, gunting logam, tang, spidol, obeng, tang rivet, bor listrik, jangka sorong dan AC 1 hp (merk Koshima KA10T1 dengan kapasitas pendinginan 9000 BTU/jam dan kebutuhan daya listrik 0.9 kw). Alat yang digunakan untuk uji kinerja adalah data loger, thermocouple tipe T, anemometer, timbangan digital, watt meter, flash drive, komputer, pengatur kecepatan motor kipas, oven, pisau, kompor gas, panci dan pemotong keripik. Tahapan Perancangan Alat Pengering Gagasan Awal Gagasan awal rancang bangun alat pengering bermula dari banyaknya pemakaian AC untuk keperluan perkantoran, rumah tangga dan bisnis. Berdasarkan hasil pengamatan, kondensor AC mengeluarkan panas yang dilepas ke lingkungan tanpa pemanfaatan. Oleh karena itu dilakukan pengukuran suhu keluaran kondensor pada beberapa AC ruangan. Suhu keluaran kondensor AC sekitar o C. Nilai kisaran suhu tersebut berpotensi untuk dimanfaatkan

2 14 sebagai energi pengeringan bahan pangan maupun produk pertanian tanpa mengganggu kapasitas pendinginan dari AC tersebut. Pengembangan dan Penyempurnaan Gagasan Pengembangan dan penyempurnaan gagasan dilaksanakan dengan melakukan penelitian pendahuluan pengeringan chips kentang menggunakan rak pengering dari aluminium profil L 13 mm dengan kawat net aluminium berukuran cm. Rak pengering diletakkan di depan kondensor AC 1 hp dengan suhu keluaran sekitar 42 o C pada suhu lingkungan 30 o C. Pengeringan berlangsung selama 2.5 jam mampu menurunkan kadar air chips kentang dari 85.44% bb menjadi 10.05% bb. Berat bahan awal g dan berat akhir g. Laju penguapan kandungan air rata-rata pada 30 menit pertama g/menit dan di akhir pengeringan g/menit. Rancang bangun alat pengering dilakukan berdasarkan hasil penelitian pendahuluan. Analisis Rancangan Analisis rancangan alat pengering yang dilakukan meliputi karakteristik potensi udara keluaran dari kondensor AC, laju aliran udara, jumlah bahan yang akan dikeringkan, luasan rak pengering, ukuran ruang pengering, saluran udara ke ruang pengering. Perencanaan bahan-bahan untuk pembuatan alat pengering menggunakan bahan-bahan yang tersedia di pasaran. Pengukuran dilakukan terhadap suhu dan RH udara keluaran kondensor AC dan udara lingkungan, laju aliran udara dan diameter saluran udara keluaran kondensor AC. Data hasil pengukuran tersebut diperlukan pada perancangan/desain alat pengering yang akan dibuat. Pembuatan Alat Pengering Pembuatan alat pengering dilakukan untuk mewujudkan hasil rancangan alat pengering ke dalam bentuk nyata berupa alat pengering. Pembuatan alat pengering diawali dengan penyiapan bahan dan alat, dilanjutkan dengan pengerjaan bahan yang meliputi pemotongan dan perangkaian bahan hingga menjadi alat pengering. Diagram alir rancang bangun alat pengering dapat dilihat pada Gambar 4.

3 15 Kriteria Rancangan Pendekatan Rancangan Perancangan alat pengering ini bertujuan untuk menurunkan kadar air bahan pangan yang dalam penelitian ini digunakan chips kentang sehingga dapat meningkatkan daya simpan dan mempermudah proses selanjutnya dengan memanfaatkan panas keluaran kondensor AC. Kadar air chips kentang sekitar 85% basis basah diturunkan melalui pengeringan dengan alat pengering hasil rancangan hingga mencapai kadar air sekitar 14% basis basah. Alat pengering tersebut menyalurkan panas keluaran kondensor AC ke dalam ruang pengering dan diharapkan dapat memanaskan ruangan, rak pengering serta bahan yang dikeringkan kemudian membawa kandungan uap air dari bahan yang dikeringkan ke lingkungan melalui saluran keluaran. Kapasitas rak pengering ditargetkan mempunyai luasan total lebih dari 5 m 2. Luasan rak pengering tersebut dianalisis berdasarkan ketersediaan energi panas dari kondensor AC, suhu dan aliran udara. Mulai Gagasan awal Pengembangan dan penyempurnaan gagasan Analisis rancangan Tidak Sesuai? Ya Hasil rancangan Penyiapan alat dan bahan untuk pembuatan alat pengering Pembuatan alat pengering Alat pengering Selesai Gambar 4 Diagram alir tahapan rancang bangun alat pengering

4 16 Rancangan Fungsional dan Struktural Alat pengering tersebut berfungsi untuk mengeringkan bahan pangan yang dalam pengujiannya menggunakan chips kentang hingga kadar air tertentu ( 14% basis basah). Fungsi-fungsi komponen utama alat pengering diperlukan untuk menunjang alat pengering tersebut dapat bekerja dengan baik. Penentuan bentuk dan dimensi struktur alat pengering dilakukan berdasarkan ukuran saluran udara kipas kondensor AC, potensi panas kondensor AC dan jumlah bahan yang akan dikeringkan. Penentuan dimensi tersebut bertujuan memudahkan penyaluran udara ke ruang pengering, sehingga diharapkan udara yang masuk ke ruang pengeringan dapat termanfaatkan untuk pengeringan. Alat pengering yang dirancang berupa pengering tipe rak dengan tujuh buah rak yang terbuat dari bahan aluminium. Rak pengering dibuat berbentuk persegi panjang. Secara umum, alat pengering ini terdiri dari bagian utama, yaitu: sumber panas, kipas kondensor, penyalur udara, ruang pengering, rak pengering, pintu dan saluran keluaran serta pengatur kecepatan kipas kondensor. Sumber panas pengeringan Pengeringan memerlukan energi panas untuk menaikkan suhu udara sehingga kelembaban relatif udara turun dan meningkatkan potensinya untuk menguapkan serta membawa kandungan air dari bahan yang dikeringkan. Sumber panas yang digunakan oleh alat pengering tersebut adalah panas keluaran dari kondensor AC yang umumnya terbuang ke lingkungan tanpa termanfaatkan. Kondensor AC yang digunakan berdaya 1 hp merk Koshima yang memiliki diameter saluran udara keluaran 38 cm. Bagian utama kondensor AC terdiri dari kompresor, heat exchanger dan casing kondensor. Kondensor berfungsi untuk melepaskan panas yang diserap oleh refrigerant dari evaporator. Panas keluaran kondensor ini yang dimanfaatkan untuk energi pengeringan. Kipas Kondensor Kipas kondensor AC berfungsi untuk menggerakkan udara agar dapat mengalir melalui penukar panas kondensor. Aliran udara panas akan dimasukkan

5 17 ke ruang pengering untuk menguapkan dan membawa kandungan air bahan ke lingkungan. Kipas kondensor AC Koshima 1 hp memiliki diameter baling-baling 32.6 cm dan diameter hub 11.2 cm, sedangkan kipas pengganti memiliki diameter hub 7.3 cm dan diameter baling-baling 32.6 cm. Penggunaan kipas pengganti dengan diameter hub yang kecil diharapkan dapat menghasilkan aliran udara yang lebih seragam pada pemanfaatan kondensor AC untuk pengeringan. Penyalur udara Udara panas dari kondensor AC disalurkan ke ruang pengering menggunakan saluran udara yang dipasang menyatu dengan ruang pengering. Saluran udara pengering dibuat pendek untuk mengurangi kehilangan panas tetapi tidak mengganggu penyebaran udara ke ruang pengering. Ujung depan saluran udara dibuat dengan ukuran yang sesuai dengan lubang keluaran udara dari kipas kondensor AC. Penyalur udara terbuat dari kayu lapis dengan ketebalan 18 mm, berbentuk limas segi empat terpancung yang menangkap aliran udara dari kipas kondensor dan menyalurkannya ke ruang pengering. Ukuran sisi dalam penyalur udara yang berhubungan dengan kondensor minimal sama dengan lubang saluran keluaran udara kondensor (38 cm). Ruang Pengering Ruang pengering adalah bagian utama alat pengering yang merupakan ruang tempat terjadinya proses pengeringan. Rak-rak yang berisi bahan yang dikeringkan ditempatkan di dalam ruang pengering. Udara pengering melalui ruangan tersebut dan membawa kandungan air bahan ke lingkungan. Rak pengering Rak pengering berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan bahan yang akan dikeringkan. Rangka rak pengering dibuat dari bahan aluminium profil L karena ringan dan mudah pengerjaannya. Bagian utama rak terbuat dari kawat net aluminium sehingga memudahkan sirkulasi udara. Udara yang melalui rak pengering akan menguapkan dan membawa kandungan air dari bahan.

6 18 Pintu dan saluran keluaran Pintu ruang pengering berfungsi sebagai jalan untuk memasukkan dan mengeluarkan rak pengering serta sebagai saluran keluaran udara. Saluran keluaran berfungsi sebagai jalan udara keluar dari dalam ruang pengering ke lingkungan. Udara yang membawa uap air dari bahan yang dikeringkan akan melalui saluran keluaran dan menuju ke lingkungan. Pengatur kecepatan putaran kipas Pengatur kecepatan kipas digunakan untuk mengatur putaran kipas kondensor AC pada kondisi kecepatan tinggi atau rendah. Pengaturan kecepatan kipas kondensor dilakukan untuk mendapatkan suhu keluaran kondensor yang sesuai selama proses pengeringan. Kecepatan putaran kipas diatur menggunakan pengatur kecepatan motor AC yang umum ada di pasaran yang berbasis pada UJT dan triac. Analisis Teknik Rancang Bangun Alat Pengering Analisis teknik rancang bangun alat pengering dengan memanfaatkan panas keluaran kondensor AC menggunakan beberapa parameter yang diperhitungkan untuk menghasilkan alat pengering yang sesuai dengan yang diharapkan. Analisis teknik dilakukan berdasarkan potensi panas kondensor AC ruangan dan dimensi dari kondensor. Diagram alir analisis teknik tersebut seperti pada Gambar 5.

7 19 Gambar 5 Diagram alir analisis teknik perancangan alat pengering Analisis Potensi Panas Kondensor AC Analisis potensi panas keluaran kondensor AC diawali dengan pengukuran suhu dan kelembaban udara keluaran dari kondensor AC serta udara lingkungan menggunakan termometer dan higrometer. Kecepatan aliran udara kondensor AC diukur menggunakan anemometer. Hasil pengukuran digunakan untuk perhitungan potensi panas kondensor AC dengan cara berikut ini. Tekanan uap jenuh dan tekanan uap air aktual dihitung dengan menggunakan persamaan: 17.27T e ( T ) = exp... (11) T P v = e T ) γ ( T T )... (12) ( wet psy wet Mulai Data suhu, RH dan kecepatan udara dari kondensor AC dan lingkungan Analisis potensi panas kondensor AC Penentuan jumlah rak dan ukuran penampang ruang pengering Penentuan jumlah bahan yang akan dikeringkan Penentuan panjang ruang pengering Dimensi dan ukuran ruang pengering Selesai e o (T) adalah tekanan uap jenuh pada suhu udara (kpa), P v adalah tekanan uap aktual (kpa), e o (T wet ) adalah tekanan uap jenuh pada suhu bola basah (kpa), T wet adalah suhu thermometer bola basah ( o C), T adalah suhu udara normal (suhu thermometer bola kering) ( o C) dan γ psy adalah konstanta psikrometri yang nilainya pada tekanan 1 atm (FAO 1998). RH = 100 [ Pv / e ( T )]... (13) Kelembaban spesifik udara dapat dihitung dengan persamaan :

8 20 P v ω = 0, (14) P a ω adalah kelembaban spesifik (kg/kg), P a adalah tekanan udara tanpa uap air (kpa) dan P v adalah tekanan uap air pada suhu udara (kpal). P = P a P v... (15) P adalah tekanan atmosfir (kpa). Entalpi udara sebelum dan sesudah melalui kondensor dihitung menggunakan Persamaan berikut ini. h = T+ω( ,82T)... (16) Entalpi (h) dinyatakan dalam kj/kg udara kering udara dan T adalah suhu udara dalam o C (sherwin 1996). V s Volume spesifik udara yang keluar dari kondensor AC dihitung dengan menggunakan persamaan: = ( 0,082T + 22,4) ( ω 18)... (17) Vs adalah volume spesifik udara (m 3 /kg udara kering) (Singh 2009). Laju aliran udara keluaran kondensor dihitung dengan menggunakan persamaan: Dc = v A... (18) Dc adalah laju aliran udara (m 3 /detik), v adalah kecepatan aliran udara (m/detik) dan A adalah luas penampang saluran udara keluaran kondensor AC (m 2 ). Q = D V Laju aliran panas yang dibawa oleh udara keluaran kondensor dihitung dengan menggunakan persamaan: C s ( h ha )... (19) B Q adalah laju aliran panas (kj/menit), h B adalah entalpi udara setelah mengalami pemanasan (kj/kg), h A al. 1987). Penentuan Dimensi Ruang Pengering adalah entalpi udara sebelum pemanasan (kj/kg) (Taib et Aliran udara kondensor AC yang membawa panas diusahakan agar tidak terhambat sehingga panas dapat tersalurkan dengan lancar. Upaya pemanfaatan panas kondensor AC untuk pengeringan memerlukan luasan saluran udara dalam ruang pengering yang minimal sama atau lebih besar dari saluran keluaran udara pada kondensor AC supaya udara mengalir dengan lancar.

9 21 Sisi tepi samping rak dan penyanggah rak pengering akan mengurangi luasan penampang untuk aliran udara. Perhitungan lebar penampang melintang ruang pengering dilakukan dengan mempertimbangkan ukuran penampang rak, penyanggah rak dan jumlah rak serta luas penampang saluran udara keluaran kondensor AC. Perhitungan ukuran minimal penampang ruang pengering dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut ini: 2 L ( S L) A = 0... (20) L adalah lebar penampang ruang pengering (cm), S adalah tinggi total seluruh rak dengan penyanggahnya (cm) dan A adalah luas penampang saluran udara keluaran kondensor AC (cm 2 ). Nilai L dapat diselesaikan dengan rumus ABC atau dengan cara interasi. Panjang ruang pengering ditentukan berdasarkan jumlah bahan yang akan dikeringkan dan keperluan luasan rak untuk setiap kg bahan. Panjang rak pengering ditentukan dengan persamaan: Kr m Panjang rak =... (21) n L Kr adalah keperluan luasan rak untuk setiap kg bahan (m 2 /kg), m adalah jumlah bahan yang akan dikeringkan (kg). Ukuran minimal nilai momen inersia batang rangka aluminium untuk pembuatan rak pengering ditentukan dengan menggunakan Persamaan 22. Asumsi yang digunakan adalah defleksi yang diijinkan tidak lebih dari L/ FL I = 8Eδ i... (22) I adalah momen inersia batang (m 4 ), F adalah gaya dari beban total (N), L adalah panjang batang (m), E adalah modulus elastisitas aluminium (7.1 x N/m 2 ) dan δ i adalah defleksi yang diijinkan. Defleksi yang terjadi bila rak pengering dipegang dan diangkat pada bagian tengahnya dengan beban berat rak itu sendiri beserta chips kentang yang dikeringkan dapat dihitung dengan Persamaan 22. Asumsi yang digunakan adalah kondisi kantilever dan beban terbagi rata. δ = 3 FL 8EI... (23)

10 22 δ adalah defleksi (m). Defleksi yang terjadi pada rangka rak pada saat diletakkan di atas penyanggah rak dalam ruang pengering dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini: 3 FL δ =... (24) 384 EI 5 Asumsi yang digunakan adalah simple beam dan defleksi maksimal yang diijinkan adalah L/250 (Ashby 2005; Gross et al. 2011; Shingley & Mischake 2001). Pengujian Alat Pengering Pengujian keseragaman suhu udara pada alat pengering dilakukan dalam kondisi kosong tanpa beban pengeringan, sedangkan pengujian kinerja pengeringan dilakukan dengan mengeringkan bahan berupa chips kentang. Diagram alir pengujian alat pengering ditunjukkan pada Gambar 6. Mulai Persiapan pengujian alat pengering Perbaikan dan modifikasi Sebaran Tidak suhu? Baik Penyiapan alat dan bahan untuk pengeringan Perlakuan pengeringan tanpa pembalikan rak Perlakuan pengeringan dengan pembalikan rak Analisis data Selesai Gambar 6 Diagram alir pengujian alat pengering Pengujian Alat Pengering Tanpa Beban Pengeringan A. Pengujian alat pengering pada kondisi kosong tanpa bahan dilakukan untuk mengetahui suhu udara pada masing-masing rak dengan cara sebagai berikut:

11 23 1. Memasang sensor thermocouple pada bagian depan ruang pengering sebanyak tiga buah sensor pada masing-masing rak (Gambar 7). 2. Memasang sensor thermocouple pada udara lingkungan di antara kondensor dan evaporator. 3. Memasang sensor thermocouple di bagian depan keluaran evaporator. 4. Memasang alat pengatur kecepatan kipas kondensor. 5. Menghubungkan sensor thermocouple ke data logger. 6. Menghidupkan dataloger. 7. Menghubungkan AC ke sumber listrik dan menghidupkannya. 8. Mengatur kecepatan kipas kondensor pada posisi kecepatan tinggi. 9. Mengaktifkan pencatatan data pada data logger setelah suhu yang terbaca mulai stabil dengan set waktu pencatatan setiap 10 detik. 10. Menghentikan mode pencatatan data pada dataloger setelah 30 menit. 11. Mematikan AC. 12. Mengulangi prosedur 6 sampai 11 untuk ulangan ke Melakukan prosedur pengujian untuk kecepatan rendah dan ulangannya. 14. Melakukan prosedur pengujian untuk kipas pengganti dan ulangannya. 15. Mengulangi prosedur pengujian 1 sampai 14 untuk rak bagian tengah dan untuk rak bagian belakang. Prosedur ini dilakukan karena jumlah sensor yang ada pada data logger terbatas. Dinding atas Dinding samping Rak 7 Rak 6 Rak 5 Rak 4 Rak 3 Rak 2 Rak 1 Posisi penempatan thermocouple Gambar 7 Posisi sensor thermocouple pada masing-masing rak B. Pengujian untuk mengetahui kebutuhan listrik dan energi kondensor AC yang masuk dalam ruang pengering tanpa beban pengeringan dilakukan dengan menggunakan prosedur sebagai berikut:

12 24 1. Memasang watt meter untuk mengukur kebutuhan energi listrik 2. Memasang pengatur kecepatan kipas kondensor. 3. Memasang thermocouple pada ujung kompresor AC, pada bagian depan keluaran kipas kondensor, pada bagian depan keluaran kipas evaporator, pada lingkungan antara evaporator dengan kondensor dan diatas rak 1, rak 4 dan rak Menghubungkan thermocouple ke data logger. Bagian yang memerlukan suhu bola basah adalah suhu lingkungan, keluaran kondensor dan keluaran evaporator. Penempatan thermocouple untuk keluaran evaporator adalah tepat di depan hembusan kipas evaporator, yang dipasang adalah thermocouple untuk suhu bola kering dan thermocouple yang dijadikan termometer bola basah. Demikian juga penempatan thermocouple untuk keluaran kondensor. Penempatan sensor suhu dan suhu bola basah untuk udara lingkungan adalah di antara evaporator dan kondensor seperti Gambar 8. Evaporator Kondensor Alat Pengering Lingkungan Arah aliran udara Sensor suhu bola basah Sensor suhu bola kering Gambar 8 Posisi penempatan sensor suhu bola basah dan suhu bola kering Penempatan sensor suhu pada rak pengering ada 5 lokasi untuk rak yang diberi sensor yaitu dua sensor pada bagian ujung depan masuknya aliran udara ke rak, satu sensor pada bagian tengah rak dan dua sensor pada bagian ujung belakang rak tepat saat aliran udara akan keluar ke lingkungan (Gambar 9). Selanjutnya dapat diketahui suhu udara pada saat memasuki rak, dan suhu udara setelah melalui rak.

13 25 Gambar 9 Posisi penempatan sensor thermocouple pada rak pengering 5. Menghidupkan AC dengan kecepatan kipas kondensor yang berbeda untuk masing-masing perlakuan selama 40 menit pada setiap ulangan. 6. Mengukur kecepatan aliran udara yang melalui masing-masing rak dengan anemometer pada lima bagian di lubang keluaran udara dari ruang pengering (Gambar 10). Dinding atas Dinding samping Rak 7 Rak 6 Rak 5 Rak 4 Rak 3 Rak 2 Rak 1 Posisi pengukuran kecepatan udara Gambar 10 Posisi pengukuran kecepatan aliran udara pada alat pengering Pengujian alat pengering pada kondisi kosong hanya melibatkan satu faktor dengan beberapa taraf yaitu faktor kecepatan udara saja yang akan diubah yaitu: kecepatan tinggi, rendah dan kipas pengganti dan faktor lingkungan diasumsikan tidak mempengaruhi sebaran suhu dalam ruang pengering. Oleh karena itu percobaan pengujian kondisi kosong tanpa beban pengeringan dilakukan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) sebanyak dua kali ulangan yang ditabulasikan pada Tabel 1. Tabel 1 Perlakuan pengujian kondisi kosong Ulangan Perlakuan Kecepatan Aliran Udara Kondensor

14 26 Kecepatan Tinggi Kecepatan Rendah Kipas Pengganti 1 KT1 KR1 KP1 2 KT2 KR2 KP2 Pengujian Alat Pengering dengan Beban Pengeringan Chip Kentang Pengujian alat pengering dengan beban pengeringan chip kentang dilakukan sebagai berikut: 1. Memasang thermocouple sebanyak 24 titik pengukuran pada posisi seperti pengujian tanpa beban pengeringan prosedur B. 2. Mengupas dan membersihkan kentang kemudian memotongnya secara melintang berbentuk chips dengan ketebalan 0.25 cm dan di blansing dengan air panas selama 3-4 menit. 3. Memasukkan chips kentang ke dalam rak-rak pengeringan, masing-masing sekitar 1.1 kg. 4. Mengambil sampel yang akan digunakan dari masing-masing rak kemudian ditimbang beratnya masing-masing rak sebanyak 9 sampel yang meliputi 3 sampel dari bagian depan, 3 sampel dari bagian tengah dan 3 sampel dari bagian belakang. 5. Memasukkan sampel kembali bersama bahan lainnya ke dalam rak pengering. 6. Menghidupkan dataloger dan mengaktifkan pencatatan data. 7. Menghidupkan AC dan proses pengeringan yang dimulai dengan kecepatan tinggi. 8. Menimbang berat rak beserta bahan yang dikeringkan dan menimbang sampel setiap 30 menit selama pengeringan hingga pengeringan berakhir (6 jam). 9. Mematikan AC setelah pengeringan selama 6 jam dan menghentikan mode pencatatan data pada dataloger. 10. Melakukan prosedur 1 sampai 9 untuk kipas kondensor kecepatan tinggi yang dikombinasi dengan pembalikan rak pada menit ke 150. Pembalikan rak dilakukan dengan megubah posisi rak yaitu bagian rak yang semula di depan diubah ke belakang (pembalikan arah 180 o ). 11. Melakukan prosedur 1 sampai 10 untuk kecepatan kipas kondensor rendah dan untuk perlakuan kipas pengganti.

15 27 Rancangan pengujian alat pengering untuk mengeringkan chips kentang ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2 Rancangan pengujian alat untuk mengeringkan bahan Perlakuan Kecepatan Tinggi Kecepatan Rendah Kipas Pengganti Tanpa pembalikan rak KTA KRA KPA Dengan pembalikan rak KTB KRB KPB Parameter Pengukuran Data yang diukur dan diamati dalam pengujian antara lain meliputi: 1. Suhu dan kelembaban udara Suhu dan kelembaban udara yang diukur diperlukan untuk mengetahui kondisi udara dan nilai entalpi udara. Suhu dan kelembaban udara yang diukur adalah udara lingkungan, keluaran kondensor dan keluaran evaporator. 2. Suhu udara pada rak pengering Suhu masing-masing rak diukur untuk mengetahui kondisi sebaran suhu udara pada rak pengering. 3. Laju aliran udara Laju aliran udara diukur untuk mengetahui jumlah udara yang mengalir dalam volume per satuan waktu. Laju aliran udara yang diukur adalah laju aliran udara keluaran kondensor dan laju aliran udara keluaran evaporator. 4. Penurunan berat bahan Penurunan berat bahan diukur untuk mengetahui laju pengeringan dan perubahan kadar air pada setiap interval waktu pengamatan hingga proses pengeringan selesai. Perubahan berat bahan selama pengeringan menjadi dasar untuk perhitungan laju pengeringan, kadar air dan kebutuhan energi pengeringan. Analisis Data dan Perhitungan Data suhu hasil pengujian kondensor AC dengan perlakuan kecepatan aliran udara ditampilkan dalam grafik sehingga dapat diketahui pengaruh kecepatan aliran udara terhadap suhu udara keluaran kondensor. Data suhu udara untuk masing-masing bagian rak pengering pada pengujian kondisi kosong tanpa beban pengeringan dihitung standar deviasinya dan SDR (Standar Deviasi Relatif)

16 28 untuk mengetahui keseragaman sebaran suhunya. Data penurunan berat bahan digunakan untuk menghitung kadar air bahan dengan menggunakan Persamaan 2 dan 3. Kadar air dan laju pengeringan hasil pengujian dengan perlakuan kecepatan aliran udara yang berbeda serta kombinasi dengan pembalikan rak ditampilkan dalam bentuk grafik sehingga dapat diketahui hubungan antar waktu pengeringan dengan laju pengeringan dan penurunan kadar air bahan pada masing-masing perlakuan. Data kadar air hasil perlakuan dengan kecepatan aliran udara yang berbeda diuji dengan menghitung standar deviasinya untuk mengetahui perbedaan hasil pada masing-masing perlakuan dan untuk mengetahui keseragaman hasil dari masing-masing rak pengering Laju aliran panas keluaran kondensor dihitung menggunakan prosedur persamaan 11 hingga 19. Perhitungan dilakukan dengan bantuan Microsoft Office Excel. Energi yang dihasilkan kondensor dihitung dari perkalian laju aliran panas dan waktu. Energi yang digunakan untuk pengeringan dihitung dari energi yang digunakan untuk menguapkan kandungan air bahan. Energi untuk pengeringan dan energi kondensor dibandingkan untuk mendapatkan nilai efisiensi pengeringan pada masing masing perlakuan terhadap energi kondensor menggunakan Persamaan 4. Efisiensi pengeringan terhadap energi listrik AC diperoleh dengan membandingkan energi pengeringan dengan energi listrik yang digunakan AC dengan persamaan: Q p ηe = (25) W t η e adalah efisiensi pengeringan terhadap energi listrik (%), Qp adalah energi pengeringan (kj) dan W t adalah energi listrik AC (kj). Kapasitas pendinginan AC dihitung berdasarkan nilai entalpi udara sebelum memasuki evaporator dan setelah memasuki evaporator dengan menggunakan prosedur persamaan seperti Persamaan 11 hingga 19. Koefisien performansi pendinginan (COP) dihitung dengan persamaan berikut ini: QC COP =... (26) W Q C adalah kapasitas pendinginan (kj/detik) dan W adalah daya listrik AC (kj/detik). Standar deviasi dan SDR kapasitas pendinginan AC untuk semua

17 29 perlakuan pengeringan dihitung untuk mengetahui pengaruh perlakuan kipas kondensor terhadap kapasitas pendinginan AC. Sedangkan nilai SMER pengeringan dihitung menggunakan persamaan 5. Analisis ekonomi dilakukan dengan menghitung nilai NPV menggunakan Persamaan 9 dan BCR menggunakan Persamaan 10. Berdasarkan nilai tersebut dapat diketahui kelayakan investasi alat pengering.