LAPORAN AKHIR PENELITIAN DOSEN DAN MAHASISWA

Transkripsi

1 LAPORAN AKHIR PENELITIAN DOSEN DAN MAHASISWA KAJi EKSPERINTENTAL ALAT PENGEzuNG PUCUK DAT]N GAHARU TENAGA SURYA TIPE RAK DENGAN MENGGUNAKAN PELAT BERLUBANG TANPA PENUTUP TRANSPARAN Oleh: A I z lr. lrwin Bizzy,M.T. Dr.lr. Riman Sipahutar, M.Sc. Dr. lr. Nukman, M.T. lr. M. ZahriKadir, M.T. Barlin, S.T., M.T. Hendrie Septiawan Andar Gunawan NtP NrP. 1 9s NtP t.:tp NtP NtM NtM 0307' Dibiayai oleh Dana DIPA Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Nomor: 019ruPPMD(VBTl20l2 Tanggal 27 Nopember 2012 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKI\IK T]NIVERSITAS SRTWTJAYA 2012

2 - HAT,AMAN PENGESAHAN 1. Judul Bidang Penelitia n Dosen Peneliti a. Nama Lengkap b. Jenis Kelamin C. NIP d. Pangkat/G olongan e. Ja batan f. Fa kultas/j u rusan g. Alamat h. Telepo n/fa ks/ema il i. Alamat Rumah j. Telepon/Faks/Ema il Mata kulia h yang diampu a. Termodinamika b. Perpin dah an Kalor '.-. Pengantar In e i-gi lumlah Mahasiswa Terlibat a. Nama Mahaslswa/NlM b. Nama Mahasiswa/NlM Tempat Penelitian Berkala/Jurnal llmiah yang dituju Usulan Biaya Kaji EksprimentalAlat Pengering Pucuk Daun Gaharu Tenaga Surya Tipe Rak dengan Menggunakan Kolektor Pelat Berlubang tanpa Pen utup Transpa ra n Energi Terbarukan lr.lrwin Bizzy, M.T. Laki-laki Pembina/lVa Lektor Kepala Tekrrik/Teknik Mesin Jl. Raya Palembang - Prabumulih Km. 32, Ogan llir Sumatera Selatan-30ti62 07 LL-58O27 2/ MED Sriwijaya Perumahan Bukit Scjahtera Blok BQ No.10 RT 014 RW 004 Karang Jaya Gandus Palembang /irwin bizzvmt@vahoo.co.id 2 (dua) orang Hendrie Septiawan/ Andar G u nawa n/ Laboratorium Konversi Energi Jurusan leknik Mesin Fakultas Teknik Unsri lnderalaya Jurnal Rekaya Mesin Jurusan Teknik Mesin Faku ltas Teknik Unsri Rp ,:. Teknik, utar, Nl.Sc lnderalaya, Nopember2012 Ketua Peneliti, \rt"j]r" Wrtv\/ lr. lrwin Bizzy, M.T. NrP Menyetujui, Universitas Sriwijaya, Taufik Toha, DEA

3 I ST]RAT PERNYATAAN bertanda tangan di bawah ini: Na\\\a NIP Pangkat'Gol. Jabatan lr. lrwin Bizzy, M.T r 002 Perrbina-ilV a Lektor Kepala dengan ini menyatakan bahwa proposal penelitian dengan judul "Kaji Eksprimental Alat Pengering Pucuk Daun Gaharu Tenaga Surya Tipe Rak dengan Menggunakan Kolektor Pclat Berlubang tanpa Penutup Transparan" adalal.r benar proposal yang bebas plagiat, apabila di kemudian hari terbukti terjadi plagiat. saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan poruncangan-undangan yang berlaku. Inderalaya, Nopember2012 Yang menyatakan, U,tar)^" Wrr---'.. Ir. Irwin Bizzy,MT. NIP t

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Altah SWT karena dengan rahmal. hidayah, dan karunia-nya sel'ringga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian yang berjudul "Kaii Eksprimental Alat Pengering Pucuk Daun Gaharu Tenaga Surya Tipe Rak dengan Menggunakan Kolektor Pelat Berlubang tanpa Penutup Transparan". Penelitian ini dilakukan bersama mahasiswa tugas akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya tahun Untuk itu, ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah turut membantu dan memberi masukan sehingga penelitian ini da,,. disetesaikan dengan baik. Se'noga alan mcmberikan manfaat kepada penulis dalam mengembangkrl.pe:reli',ian ini di masa mendatang. Saran dan masukan diharapkan pada penelitian ini ;i,:"i penulis terima dengan senang hati. Inderalaya, Nopember 2Gi I Penulis, Ir. Iru,in Btzzy,M.T. NIP

5 ABSTRAK Kolektor energi matahari pelat datar hitam berlubang yang digunakan dalam penelitian ini berdimensi 800 mm x 400 mm x 0,8 mm sebanyak 4 (ernpat) buah. Diameter lubang di absorber berukuran dlametcr 5 mm. Peralatan ini berkapasitas 2 kg daun basah dengan 3 (tiga) rak dipakai untuk mengeringkan pucuk daun gaharu menjadi teh gaharu dengan prosentase kadar air di bawah l0 %. Hasil yang didapatkan untuk kondisi bulan Okrober 2012 dan Nopember 2012 adalah efrsiensi kolektor sesaat rata-rata mencapai 6,6 %o dan waktu pengeringan selama 2 (ciua)-h::i dengan intensitas radiasi matahari rata-rata sebcsar 9/2 W/m2. Kecepatan angin rata-rata di lokasi pei,girlran adaiah 0.7 i s.

6 I DAFTAR ISI Ilalaman HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN SURAT PERNYATAAN KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI BABI. PENDAHULUAN i.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian BAB I1., TII.IJAUA}.I PUSTAKA Pucul: Daun Gaharu dan Kolektor 2.2 Lapisan BiiLas di atas Pelat Datar dan BerlLrbang BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pemilihan Metode Penelitian 3.2 Perancangan Atat Uji 3.3 Jadwal Pelaksanaan BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian 4.2 Analisa dan Pemhahasan Hasil Pengujian BABV. KESIMPULANDANSARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN : ii tll lv vi I l9 r t

7 I BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Energi radiasi matahari merupakan salah satu energi alternatif yang dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan guna menggautikan encrgi yang bersumber dari bahan fosil, seperti minyak bumi, batubara, dan gas. Salah satu petnanfaatan dari energi radiasi matahari secara langsung yang banyak digunakan adalah sebagai alat pengering energi surya langsung, sepe(i merrgeringkan ikan, daun teh. padi dan sebagainya. Telah pula dilakukan penguj ian (Burlian, 201i) terhadap kolektor tipe Bo:r memakai konsentrator cermin datar untuk Pengering Kerupuk dan nengujian kolektor untuk mengeringkan ubi kayu (Thamriq 2010) serta koiektor s,rrya untuk pengering kunyit (Perkasa, 2010). Pemanfaatan secara tidak langsung adalah menggunakan sel photovoltaik untuk menghasilkan listrik. Indonesia yang terletak pada kliatulistiwa bumi mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun secara berkesinambungan dan keuntungan energi matahari ini juga tidak rnenimbulkan polusi (Reddy, 1986). Sehingga bentuk energi yang tak terhabiskan ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan sebagai bentuk energi alternatif bagi kepentingan mahluk hidup di dunia. Pada saat ini pemanfaatan energi surya telah dikembangkan di Indonesia, tetapi masih terbatas sehingga perlu diadakan penelitian dan pengembangan untuk mendapatkan sistem peralatan energi surya yang ekonomis, mudah dalam pembuatannya dan murai.. Sesuai dengan instruksi Presiden Republik Indonesia pada tahun 2012 ini agar setinp instansi pemerintah pusat, daerah, dan masyarakat agar hemat energi hemat biaya maka selayaknya penggun{uul energi matahari untuk kebutuhan rumah tangga, industri kecil,

8 I menellgah maupun dalam skala besar terus ditingkatkan untuk menghemat pemakaian energi minyak, batubara, dan gas. Alat pengering surya ini adalah salah satu contoh pemanfaatan energi surya yang sangat berguna, namun perlu diteliti dan dikembangkan sehingga dapat digunakan oleh inasyarakat Indonesia. Dengan menggunakan alat pengering surya ini diharapkan sirrar matahari yang diserap atau ditampung oleh kolektor akan memanaskan udara dan selanjutnya dibawa oleh sistem alilan udara menuju ruang plenum atau pengumpul panas menuju ruang pengering yang terdiri dari beberapa rak berisi pucuk daun gaharu. Pemanfaatan pelat absorber berlubang (dengan bentuk permukaan bergelombang atau bentuk trapesium) telah dilakukan di Pabrik'l'eh, Perkebunan Malabar PTP XIII untuk prcses pelayuan daun tel.r. Luas kolektor 560 m2 dan diameter lubang 1,5 mm. Energi yang dapat diperoleir,r.elrlui kolektor surya ii:i adalah 330,i GJ per tahun. Proses pelayuan daun teh ini hanya menrbutuhka,, temperatur ujartr berkisar iir.tara 26 uc hingga 30 oc sehingga kolektor jenis ini dapat digunakan. Pemanas udara dengan bahan bakar masih tetap digunakan sebagai pemanas utama. Penggabungan dengan pemanas udara surya telah memberikan penghemalan pertahun sebesar' 8,5 persen (Indrayoto: 1993). Kclektor jenis pelat berlubang telah diuji dengan diameter, jumlah, dan susunan lubang absorber berbeda untuk rnelihat pengaruhnya terhadap efisiensi kolektor pada kecepatan aliran udara yang berbeda-beda (Bizzy: 1996). Gaharu rnerupakan salah satu tanaman yang masih sedikit ditanam dan dibudidayakan oleh petani-petani kita, namun pohon gaharu memiliki banyak manfaat dan khasiatnya. Dimulai dari pucuk daurr gaharu, pohon gaharu, bahkan getah dan kulitnya pun bisa dimanfaatkan. Diantaranya daun untuk diolah menjadi teh, obat-obatan, dan kemedangannya untuk digunakan sebagai bahan dasar membuat parfum dan kosmetik serta kulitnya dapat o'igunakal sebagai bahan tali yang sangat kuat.

9 I Pucuk daun gaharu merupakan salah satu potensi ur-rtuk dijadikan teh mengingai pohon gaharu dapat tumbuh dengan baik di daerah tropis. Pucuk daun gaharu ini diambil dari pohon gaharu. Beberapa jenis Pohon Gaharu dan penyebarannya di Indonesia adalah: Aquilaria malaccensis (Sumatra dan Kalimantan), Aquilaria beccariana (Sumatra dan Kalirrrantan), Aquilaria microcarpa (Sumatra dan Kalimantan), Aquilaria filaria (lrian d,.. Maluku), Aquilaria cumingiana (Sulawesi), Aquilaria tomntosa (lrian), Crynops audate dan Grynops podocarpus (lrian). Grynops versteegii (r'n- usa Tenggara, Maluku, Sulawesi, dan Irian), Wikstoemia androsaemifolia (Jawa, Kalimantan, Nusa Tenggara. dan Sulawesi). 1.2 Rumusan Masalah Pohon gaharu.sqcah banyak. dllanam oleh masyarakat untuk dijadikan gutrai, kemedangan, dan minyak dengan nilai jual yang sangat tinggi. Biasanl'a pohou ini b,..i,, dapat diproses setelah umur 3 (tiga) tahun dengan diameter batang kurang lebih 30 cm dan diberi inokulan selama 2 (dua) tahun sehingga total umur 5 (lima) tahun baru dana_,, dipanenkan. Bukan hanya batang gal.raru yang dapat diproses akan tetapi daun yang masilr muda atau pucuk daunn;,a juga dapat dijadikan teh gaharu. Salah satu proses pembuatan teh gaharu adalah proses pengeringan. Pengeringan dengan sinar matahari langsung akan merusak unsur yang ada di dalam daun gaharu. Untuk itu, dibutuhkarr sebuah alat pengering surya yang tidak secara langsung mengeringkan daun gaharu tetapi hanya memanfaatkan udara panas yang terperangkap dalam ruang pengering sehingga dapat dipakai mengeluarkan kandungan air di dalam <i:r_;a gaharu. Berdasarkan penjelasan di atas, rumusan permasalahannya sebagai berikut:

10 1. Merancang peralatan energi surya dengan kolektor berlubang pelat datar tanpa kaca dengan jumlah 4 (empat) buah kolektor. Kolektor pelat berlubang yang dipilih untuk menghemat biaya dan energi yang dipantulkan oleh kolektor dapat diserap melalui lubangjubang di permukaan kolektor; Kemiringan kolektor dipilih 15 deraj at agar sinar matahari yang datang dapat terkonsenterasi pada kolektor secara penuh. mengingat sinar matahari yang datang hanya efektifdari pukul pagi hingga pukul l5.00sore; 3. Rak pengering dibuat bertingkat agar dapat rnemant'aatkan udara panas secara lebih ehsien dan ketinggian rak diperuntukkan juga sebagai alat menarik udara panas ke luar cerobong. 1.3 Tujuan Penelitian Tuj uan utama penelitian adalah bukan hanya menambah karya-karya ilmu pengetahuan dan teknologi akan tetapi juga menciptakan sesuatu yang baru dan bermanfaar bagi rnasyarakat dalam menyelesaikan permasalahan yar,g ada di lapangan. Indonesia adalah negara yang beriklim tropis sehingga sudah selayaknya banyak memanfaatkan radiasi matahari untuk kebutuhan proses produksi baik berskala kecil, menengah, daa besar. Berikut beberapa tujuan. manfaat dan luaran perancangan peralatan kolektor surra pelat datar berlubang untuk mengeringkan pucuk daun gaharu: 1. Merancang alat pengering energi surya pelat datar berlubang untuk mengeringkan pucuk daun gaharu yang selanjutnya dapat diolah menjadi teh gaharu; 2. Mengetahui unjuk kerja peralatan pengeriug energi surya, seperti kapasitas pengeringan, efisiensi kolektor, radiasi matahari yang datang ke permukaan kolektor; 4

11 3. Merancang peralatan pengering surya serba guna (dapat dipakai untuk mengeringkan produk lain, seperli ubi kayu, nenas, pisang) yang rnudah' murah' dan besar manfaatnya dalam konservasi dan efisiensi pemakaian bahan bakar yar.rg bersumber dari fosil' 1.4 Manfaat Penelitian Iv{anfaat penelitian ini adalah: 1. Membantu mahasiswa melakukan perancangan dan menyusun skripsi atau tugas akhir serta bahan untuk mernbuat materi jumal' 2. Menghasilkan model alat pengering energi surya untuk alat uji di Laboratorium PenelitianRekayasa,l,erilaldanFluidamaupunLaboratoriumKonversiEnergiJurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijava' 5