KARAKTERISTIK PENGERINGAN COKLAT DENGAN MESIN PENGERING ENERGI SURYA METODE PENGERINGAN THIN LAYER

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK PENGERINGAN COKLAT DENGAN MESIN PENGERING ENERGI SURYA METODE PENGERINGAN THIN LAYER SKRIPSI Skripsi yang Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Oleh : DAVID TAMBUNAN NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU M E D A N AGENDA : / TS / 2010 DITERIMA TGL : PARAF : TUGAS SARJANA N A M A : DAVID TAMBUNAN N I M : MATA PELAJARAN : MESIN KONVERSI ENERGI SPESIFIKASI : Lakukan pengujian karakteristik pengeringan coklat dengan menggunakan mesin pengering energi surya dengan metode thin layer Data lain dapat diperoleh dari hasil : - Survai - Internet - Buku Literatur DIBERIKAN TANGGAL : 01/ 09 / 2010 SELESAI TANGGAL : 02/ 07 / 2011 KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN, MEDAN, 2 juli DOSEN PEMBIMBING, Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT NIP NIP

3 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN KARTU BIMBINGAN TUGAS SARJANA MAHASISWA No : / TS / 2011 Sub. Program Studi : Konversi Energi Bidang Tugas : Mesin Konversi Energi Judul Tugas : Karaktiristik Pengeringan Coklat dengan Mesin Pengering Energi Surya Metode Thin Layer Diberikan tanggal : Selesai Tgl : Dosen Pembimbing : Tulus Burhanuddin Nama Mhs : David Tambunan Sitorus. ST, MT NIM : KEGIATAN ASISTENSI Tanda Tangan No Tanggal BIMBINGAN Dosen Pembimbing Survey alat dan bahan Persiapan alat pengering Ass Bab I, lanjut Bab II Ass Bab II, lanjut Bab III Ass Bab III, observasi karakteristik cuaca Pengukuran dan Pengambilan data Ass Bab IV Perhitungan Kalor Radiasi Matahari Neraca kalor dan karakteristik pengeringan ACC untuk seminar Diketahui, KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FT USU Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri NIP

4 ABSTRAK Proses pengeringan terhadap 500 gram coklat, pada penelitian ini mempergunakan sebuah mesin pengering tenaga surya. Jumlah kadar air yang dikandung coklat sebanyak 60%. Pada pengeringan ini diharapkan, agar kadar air coklat turun. Dimana kadar air yang diinginkan setelah mengalami pengeringan adalah 17%. Jika kadar air coklat telah mencapai 17%, maka coklat dinyatakan telah kering. Dalam penelitian ini jenis pengeringan yang dipakai adalah pengeringan lapis tipis (thin layer), dengan pengeringan buatan (mesin) dan pengeringan alami. Dengan bantuan HOBO Micro Station dalam mengukur karakteristik cuaca, seluruh data yang diperoleh nantinya akan dianalisa demi mendapatkan karakteristik pengeringan coklat. Kata kunci : Energi surya, mesin pengering, karakteristik.

5 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii SPESIFIKASI TUGAS... iii KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR NOTASI... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GRAFIK... xii BAB I PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 3 Manfaat Penelitian... 3 Batasan Masalah Metode Pembahasan... 4 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pengeringan Mesin Pengering Kolektor Coklat Sistem Energi Matahari Pemilihan Bahan BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pengujian Bahan dan Alat Uji Prosedur Penelitian BAB IV HASIL DAN ANALISA Karakteristik Cuaca Karakteristik Intensitas Radiasi... 34

6 4.3 Analisa Pengeringan Produk Analisa Pengeringan Sample I Analisa Pengeringan Samplel II Analisa Pengeringan Sample III Neraca Kalor Harian Neraca Kalor Sample I Neraca Kalor Sample II Neraca Kalor Sample III Efisiensi Pengeringan Efisiensi Sample I Efisiensi Sample II Efisiensi Sample III Karakteristik Pengeringan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

7 DAFTAR NOTASI SIMBOL KETERANGAN SATUAN A Luas Penampang m 2 Luas Penampang Rak Pengeringan m 2 Luas Penampang Rak Pengeringan Alami m 2 Luas Penampang Rak Pengeringan Buatan m 2 I Intensitas radiasi W/m 2 Q Kalor Joule Kalor Radiasi Joule Kalor Pengeringan produk Joule Kalor Pengeringan produk untuk sampel I Joule Kalor Pengeringan produk untuk sampel II Joule Kalor Pengeringan produk untuk sampel III Joule Kalor Pengeringan produk untuk sampel IV Joule T 0 T max Temperatur awal Temperatur maksimum Temperatur tengah C p Kalor spesifik (jenis) kj/kg 0 C k Konduktifitas W/ m 2 0 C m Massa Produk kg Massa Awal Produk kg Massa Produk setelah kering kg ku Kalor Penguapan kj/kg t Waktu s Efisiensi Pengeringan total % Efisiensi Pengeringan untuk Spesimen I % Efisiensi Pengeringan untuk Spesimen II % 0 C 0 C 0 C Efisiensi Pengeringan untuk Spesimen III %

8 Efisiensi Pengeringan untuk Spesimen IV % MR Moisture Ratio

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Konduktivitas termal bahan isolasi Tabel 2.2 Konduktivitas termal penghantar panas Tabel 3.1 Spesifikasi temperatur dan kelembaban relatif Tabel 4.1 Karakteristik cuaca pada tanggal 4 April Tabel 4.2 Q Radiasi Harian Tabel 4.3 Penurunan Massa Produk Tabel 4.4 Penurunan Massa Produk Sample I Tabel 4.5 Penurunan Massa Produk Sample II Tabel 4.6 Penurunan Massa Produk Sample II Tabel 4.7 Temperatur Harian Sample I Tabel 4.8 Pengaruh Suhu terhadap Sample I Tabel 4.9 Kalor Pengeringan Sample I Tabel 4.10 Temperatur Harian sample II Tabel 4.11 Pengaruh Suhu terhadap sample II Tabel 4.12 Kalor Pengeringan Sample II Tabel 4.13 Temperatur Harian Sample III Tabel 4.14 Pengaruh Suhu Terhadap Sample III Tabel 4.15 Kalor Pengeringan Sample III Tabel 4.16 Moisture Ratio Sample I Tabel 4.17 Moisture Ratio Sample II Tabel 4.18 Moisture Ratio Sample III... 62

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar Mesin Pengering dengan bantuan penghisap udara... 8 Gambar 2.2 Mesin pengering sederhana... 9 Gambar 2.3 Mesin Pengering sistem drum dryer Gambar 2.4 Mesin pengering dengan menggunakan energi listrik Gambar 2.5 Skema mesin pengering dengan energi surya Gambar 3.1 Coklat Gambar 3.2 Mesin pengering Gambar 3.3 Mesin Pengering dan Dimensi Bagian bagiannya Gambar 3.4 Thermometer Gambar 3.5a HOBO Data Logger Gambar 3.5b HOBO Smart Sensor Gambar 3.6 Sensor Piranometer Silikon Gambar 3.7 Sensor Temperatur/kelembaban relatif Gambar 3.8 Perisai Solar Radiasi Gambar 3.9 Sensor Kecepatan udara Gambar 3.10 Timbangan digital... 31

11 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Intensitas Radiasi pada hari Senin 4 April Grafik 4.2 Temperatur pada hari Senin 4 April Grafik 4.3 Kelembaban Relatif pada hari Senin 4 April Grafik 4.4 Kecepatan Udara pada hari Senin 4 April Grafik 4.5 Intensitas Radiasi Rata-rata Harian Grafik 4.6 Penurunan Massa Produk untuk Sample I Grafik 4.7 Penurunan Massa Produk untuk Sample II Grafik 4.8 Penurunan Massa Produk untuk Sample III Grafik 4.9 Kalor Pengeringan Sample I Grafik 4.10 Kalor Pengeringan Sample II Grafik 4.11 Kalor Pengeringan Sample III Grafik 4.12 Derajat kelembaban (MR) spesimen I Grafik 4.13 Derajat kelembaban (MR) spesimen II Grafik 4.14 Derajat kelembaban (MR) spesimen III... 64

12