Gambar 2.1: Padi (Untubogang, 2012)

Transkripsi

1 2.1 Kajian Pustaka Berbicara tentang beras tentu kita akan teringat bagaimana cara meningkatkan mutu/kualitas beras, ada banyak faktor dalam meningkatkan kualitas beras salah satu faktor yang mendukung tahap pemberasan adalah penanganan pasca pengeringan terhadap gabah yang dihasilkan sehingga dapat meningkatkan produksi. Mulai dari padi seperti pada Gambar 2.1 yang dipanen menjadi gabah yang akan selanjutnya dikeringkan untuk proses penggilingan. Gambar 2.1: Padi (Untubogang, 2012) Pengeringan pada dasarnya adalah proses pemindahan/pengeluaran kandungan air bahan hingga mencapai kandungan tertentu agar kecepatan kerusakan bahan dapat diperlambat. Pengeringan dapat dilakukan dengan penjemuran yang memanfaatkan sinar matahari atau dengan cara buatan. Pengeringan buatan di samping untuk mengatasi pengaruh cuaca, kelembaban yang tinggi sepanjang tahun juga dimaksudkan untuk meningkatkan mutu hasil pengeringan. Pada proses pengeringan banyak faktor yang perlu diperhatikan, seperti iklim dan bahan baku, yang akan mempengaruhi waktu dan perolehan pengeringan. Berdasarkan prosesnya dikenal dua macam pengeringan yaitu pengeringan secara alami dan secara mekanis. Tujuan pengeringan ialah menurunkan kadar air gabah sampai 13-14% untuk penyimpanan panjang. 27

2 Pengeringan alami, Pengeringan di tingkat petani Indonesia sebagian besar dilakukan dengan sinar matahari dan hanya sebagian kecil petani yang melakukan pengeringan dengan mesin pengering. Pengeringan dengan sinar matahari dapat dilakukan dengan mudah terutama di daerah-daerah tropis seperti Indonesia. Akan tetapi di Indonesia panen umumnya jatuh pada musim hujan sehingga pengeringan menjadi masalah (Suparyono dan Setyono,1993). Menurut Taib dkk, (1988), pengeringan alamiah memanfaatkan radiasi surya, suhu dan kelembaban udara sekitar serta kecepatan angin untuk proses pengeringan. Pengeringan dengan cara penjemuran ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain tergantung cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas, mudah terkontaminasi dan memerlukan waktu yang lama. Pengeringan dengan manual/alami dilakukan dengan penjemuran ketebalan tumpukan 3-6 cm dan dilakukan pada siang hari, dilakukan pembalikan sekitar 2 jam agar gabah kering merata sampai dihasilkan kadar air 14%, saat cuaca dalam keadaan tidak menentu hamparkan gabah dengan ketebalan 10 cm dalam ruangan dan dilakukan pembalikan setiap hari, jika cuaca sudah cerah kembali lakukan segera penjemuran lakukan penjemuran diatas lantai jemur yang terbuat dari semen jika menggunakan alas penjemuran (plastik, tikar, terpal) pastikan tanah dibawahnya tidak basah sehingga tidak terjadi kelembaban dibawahnya, lakukan pengadukan secara rutin agar gabah kering merata dan tidak terjadi pembasahan pada tempat- tempat tertentu. Penjemuran pada gabah kalau memungkinkan tidak boleh ditunda diusahakan dalam 2 hari gabah dalam kondisi kering dan dapat diperoleh beras dalam keadaan mutu yang baik. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengeringan gabah secara manual: a. Lokasi tidak boleh lebih rendah dan tanahnya padat agar tidak ada genangan air. b. Aman dari tikus dan saluran udaranya baik dan memiliki saluran drainase yang baik. c. Pada saat penumpukan pada karung, tinggi tumpukan karung goni maksimal 4 meter dan karung plastk 3 meter, tumpukan 28

3 menggunakan pelindung terpal anti air dari atap tumpukan, jarak horizontal antara tumpukan adalah 1 meter dan jarak horizontal antara tumpukan dengan atap adalah 1,5 meter, menggunakan alas kayu, tidak ada tumpukan yang menempel pada dinding. d. Pemeriksaan secara teratur. Pengeringan buatan, Pengeringan dengan buatan dapat menggunakan udara dipanaskan. Udara yang dipanaskan tersebut dialirkan ke bahan yang akan dikeringkan. Pengeringan dengan menggunakan alat mekanis ( pengeringan buatan ) memberikan beberapa keuntungan diantaranya: a. tidak tergantung cuaca, b. kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan, c. tidak memerlukan tempat yang luas, d. serta kondisi pengeringan dapat dikontrol. Pengeringan mekanis ini memerlukan energi untuk memanaskan alat pengering, Alat pengering buatan pada umumnya terdiri dari unit pemanas(heater) serta alat-alat kontrol. Untuk alat pengering dengan unit pemanas, beberapa macam sumber energi panas yang biasanya dipakai adalah gas, minyak bumi, batubara atau elemen pemanas. Sumber energi panas pengeringan buatan dapat diperoleh dari listrik, kayu, arang, minyak bumi dan gas. 2.2 Proses pengeringan padi Di dalam biji-bijian terdapat air bebas dan air terikat. Air bebas terdapat di bagian permukaan biji-bijian, di antara sel-sel dan dalam pori-pori, air ini mudah teruapkan padapengeringan. Air terikat yaitu air yang berikatan dengan protein, selulosa, zat tepung, pektin, dan sebagai zat-zat yang terkandung dalam gabah, air terikat memang sulit untuk dihilangkan, memerlukan beberapa perlakuan dan ketekunan seperti halnya terhadap beberapa faktor-faktor yang berpengaruh dalam pengeringan, antara lain temperatur, kelembaban, dengan ketekunan yaitu kegiatan membalik-balik bahan (gabah) selama dalam pengeringan. 29

4 Air yang di angkut dari biji berlangsung dengan proses penguapan. Perubahan air menjadi uap air terjadi di permukaan biji. Untuk itu uap harus didifusikan terlebih dahulu ke permukaan lalu diuapkan. Energi panas harus cukup untuk menguapkan air dan juga untuk mendifusikan air. Panas tersebut dapat dipancarkan ke biji-bijian baik dengan cara konveksi, radiasi, maupun secara konduksi. Panas yang dipancarkan ke dalam biji-bijian akan melalui tiap biji secara individu. Setelah menerima panas, maka penguapan pun terjadi dari permukaan sampai ke bagian dalam biji. Pengeringan merupakan langkah penting dalam penggilingan beras. Pada dasarnya dengan pengeringan bahan akan menjadi tidak mudah rusak, menghentikan kegiatan mikro-organisme tertentu dan memudahkan pengolahan lebih lanjut. Pengeringan juga dimaksudkan untuk mendapatkan bahan dengan volume yang lebih kecil, sehingga dapat lebih mudah diangkut dan biaya lebih. Keuntungan dan kerugian penjemuran dibandingkan dengan pengeringan buatan adalah sebagai berikut: a. Penjemuran sangat tergantung pada cuaca, sehingga kontinuitas pengeringan tidak teratur, misalnya kalau turun hujan terpaksa pengeringan dihentikan.demikian pula suhu, kelembaban udara dan kecepatan udara tidak dapat diatur, sehingga kecepatan pengeringan tidak seragam. b. Mutu gabah kering hasil penjemuran umumnya lebih rendah daripada hasil pengeringan menggunakan alat. Hal ini disebabkan karena waktu pengeringan yang lama, keadaan pengeringan dan tidak dapat dijaga dan diawasi sehingga kemungkinan-kemungkinan terjadinya kerusakan selama penjemuran sangat besar. c. Keuntungan proses penjemuran adalah biayanya rendah karena memerlukan biaya dan alat-alat yang lebih murah. Saat proses pengeringan terjadi, perpindahan massa dari bahan ke udara dalam bentuk uap air berlangsung atau terjadi pengeringan pada permukaan bahan. Setelah itu tekanan uap air pada permukaan bahan akan menurun. Setelah kenaikan suhu terjadipada seluruh bagian bahan, maka terjadi proses pergerakan 30

5 air secara difusi dari bahan kepermukaannya dan seterusnya proses penguapan bahan diulang lagi. Akhirnya setelah air bahan berkurang, tekanan uap air bahan akan menurun sampai terjadi keseimbangan dengan udara di sekitarnya. Dengan pengeringan diharapkan kadar air gabah mula-mula sekitar 30% akan turun sedemikian hingga mencapai kadar air se kitar 12-16%. Pada kadar air 12-16%, gabah telah cukup siap untuk pengolahan lebih lanjut (penggilingan) ataupun telah cukup amandalam penyimpanan. Beberapa kendala yang berpengaruh dalam pengeringan ialah suhu dan kelembaban udara lingkungan, kecepatan aliran udara pengering, besarnya persentase kandungan air yang ingin dijangkau, power pengering, efisiensi mesin pengering, dan kapasitas pengeringnya. Kendala tersebut dapat ditanggulangi sehingga proses pengeringan dapat dilakukan secara terus menerus tanpa berhenti. Untuk menanggulangi kendala tersebut digunakan peralatan pengeringan buatan. Energi untuk proses pengeringan dapat diperoleh dari proses pembakaran, minyak, gas ataupun biomassa. Tetapi penggunaan sumber-sumber energi dapat menyebabkan biaya produksi menjadi meningkat. Pengeringan buatan adalah pengeringan dengan menggunakan alat pengering, dimana suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran udara dan waktu pengeringan dapat diatur dan diawasi. Pengeringan buatan dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu pengeringan (adiabatik) dan pengeringan (isothermik). Pengeringan adiabatik adalah pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering. Udara panas ini akan memberikan panas pada bahan yang akan dikeringkan dan mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh bahan. Pengeringan isothermik adalah pengeringan dimana bahan yang akan dikeringkan berhubungan langsung dengan lembaran (plat) logam yang panas. Hingga sekarang ini peralatan pengeringan buatan sudah banyak berkembang dengan berbagai tipe. Pada tiap tipe berbeda konstruksinya namun prinsipnya sama yaitu untuk mengurangi kadar air bahan. Pengeringan buatan dapat dilakukan dengan dua metode yaitu : 31

6 a. Pengeringan tumpukan (batch drying), di mana bahan masuk ke dalam alat pengering sampai pada pengeluaran hasil pengeringan, kemudian dimasukkan gabah berikutnya. b. Pengeringan kontinu atau berkesinambungan ( continous drying ), dimana pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan menerus. 2.3 Tipe mesin pengering buatan Ada beberapa tipe mesin pengering buatan dimana diantaranya adalah sebagai berikut: a. Tipe batch dryer Alat pengering tipe batch dryer terdiri dari beberapa komponen, yaitu : 1) Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum chamber). 2) Kipas digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke plenum chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya. 3) Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembaban udara pengering tersebut menjadi turun, sedangkan suhunya naik. Seperti gambar dibawah Gambar 2.2, dimana pada alat pengering tipe batch dryer, udara pengering bergerak dari bawah ke atas melalui bahan dan melepaskan sebagian panasnya untuk menghasilkan proses penguapan. Dengan demikian udara pengering makin ke atas semakin turun suhunya. Berdasarkan tebal tumpukan bahan, tipe batch dryer digolongkan atas dua jenis yaitu Deep Bed dan Thin Layer.Deep Bed cocok digunakan untuk penyimpanan bahan yang telah dikeringkan. 32

7 Gambar 2.2 : tipe batch dryer(ava company, 1989) b. Tipe deep bed Pengeringan sistem Deep Bed tumpukan bahan cukup tebal dan wadah pengeringan mempunyai dasar lantai yang mempunyai lubang-lubang atau kawat anyaman sehingga udara panas dapat mengalir melalui bahan. Besar kecilnya ukuran lubang wadah ditentukan berdasarkan bahan yang dikeringkan. Pengeringan dilakukan dengan suhu yang rendah dan waktu yang lama,agar kerusakan pada bahan dapat dihindari. Contoh deep bed dapat kita lihat pada gambar Gambar 2.3. Gambar 2.3 : Tipe deep bed(taib dkk, 1988) Keterangan : A. Kipas 33

8 B. Plenum Chamber C. Biji kering D. Bidang pengeringan E. Biji basah F. Udara dan uap air keluar c. Sistem thin layer Prinsip kerja mesin pengering ini hampir sama dengan deep bed. Pada jenis ini pengeringan lebih luas dan ketebalan bahan dikurangi.pergerakan bidang pengeringan tidak begitu nyata karena pengeringan ini berlangsung serentak dan merata di seluruh bagian bahan. keuntungan alat pengering jenis ini antara lain, laju pengeringan lebih cepat, kemungkinan terjadiover drying lebih kecil, tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang dikeringkan. Bijian yang dikeringkan didorong oleh udara pengering yang diteruskan ke lantai berpori atau sistem aliran udara yang diteruskan dari sebelah bawah Bin. Zona pengeringan berkembang dari batas lantai dan kemudian terus bergerak ke bawah bijian hingga menyentuh lapisan permukaan (dapat dilihat pada gambar 2.4). Selanjutnya dikemukakan bahwa pengeringan yang dilakukan denganmenggunakan alat mekanis (pengeringan buatan) akan mendapatkan hasil yang baik bila kondisi pengeringan ditentukan dengan tepat selama pengeringan dikontrol dengan baik. Pengeringan dengan sistem sinambung dilakukan dengan menggunakan alat jenis tunnel dryer maupun drum dryer. 34

9 Gambar 2.4 : Tipe thin layer(kartasapoetra, 1994) d. Tipe continous drying Pada jenis ini bahan secara terus menerus dialirkan ke dalam silinder pengeringan sehingga mencapai ketebalan ± 60 cm dan tempatnya terletak di pusar conditioning bijian atau pusat penimbunan bijian. Biji basah memasuki puncak dari pengeringan, kemudian aliran bijian tersebut dialirkan ke bagian yang adanya pemanasan udara dan kebagian yang tanpa adanya pemanasan udara, kemudian pengeringan dihentikan dan setelah itu dilakukan pendinginan. Laju aliran bijian dapat diatur bervariasi dengan alat perlengkapan pengatur laju aliran, hal ini disesuaikan menurut jumlah kadar air bahan yang akan dipindahkan. Arah aliran udara berhubungan dengan arah aliran bahan bijian misalnya aliran udara melintasi bahan (cross flow), aliran udara berlawanan dengan arah aliran bahan (counter flow) atau arah aliran udara bersamaan dengan arah aliran bahan (concurrent flow). Beberapa continous dryer mempunyai struktur agak rendah, tempat tumpukan bijian mendatar (horizontal), bentuk lantai timbunan berpori dengan tujuan udara akan sampai ke bahan dengan tujuan udara akan sampai ke bahan dengan membentuk sudut. Fluidisasi (pengaliran) udara ke bahan terjadi terus menerus guna memindahkan uap air hingga sampai pengeringan terhenti. Gambar 2.5 : Tipe continous drying(ava company, 1989) 35

10 e. Sistem tunnel dryer Alat ini digunakan untuk pengeringan bahan yang berbentuk/ukurannya seragam. Biasanya bahan yang dikeringkan berbentuk butiran, sayatan/irisan dan bentuk padatan lainnya. Selanjutnya dikemukakan bahwa bahan yang akan dikeringkan ditebarkandengan lapisan tertentu di atas baki atau anyaman kayu ataupun lempengan logam. Baki ini ditumpuk di atas sebuah rak/lori/truk. Jarak dibuat sedemikian rupa sehingga udarapanas dapat melewati tiap baki, sehingga pengeringan dapat seragam, sedangkan bagianatas lori harus terbuka agar uap air dapat keluar. Alat pengering terowongan (tunnel) yang arah aliran udaranya searah dengan arah pergerakan bahan dapat dilihat pada gambar Gambar 2.6. Lori yang telah dimuati dengan bahan basah dimasukkan satu persatu ke dalamlorong (tunnel) dengan interval waktu yang sesuai untuk pengeringan bahan,terowongan ini merupakan ruangan yang panjang dan dialiri dengan udara panas.rak/lori digerakkan dengan belt (sabuk) secara perlahan, pergerakkannya bisa searahdengan aliran udara atau berlawanan dengan arah aliran udara, panjang terowongan bisabervariasi dan dapat mencapai 27 meter dengan penampang berbentuk segi empat denganukuran 2 x 2 meter. Udara digerakkan dengan blower dan bergerak secara mendatardengan kecepatan sampai 400 meter/menit. Salah satu jenis dari tunnel dryer adalah yang arah pergerakan raknya searah dengan arah aliran udara dalam alat. Sifat alat ini adalah : a. Kecepatan penguapan yang paling tinggi didapat pada awal terowongan. b. Ketika bahan bergerak di dalam terowongan, maka bahan tersebut bersentuhan dengan udara yang bersuhu lebih dingin. Kecepatan pengeringan turun dan bahaya suhu yang tinggi bagi bahan berkurang. 36

11 Gambar 2.6 : Tipe tunnel dryer(kartasapoetra, 1994) Keterangan : A. Pemasukan udara segar B. Kipas (Blower) C. Pemanas (heater) D. Tempat masuk bahan basah. E. Rak/lori/truk F. Tempat keluar udara G. Tempat keluar bahan kering f. Sistem drum dryer Alat ini biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk larutan, bubur maupun pasta. Bagian utama dari alat ini adalah silinder logam yang berputar, dan bagian dalamnya berlubang. Sebagai media pemanas digunakan cairan atau uap air kemudian dialirkan ke bagian dalam silinder, pemanasan berlangsung secara konduksi. Alat jenis ini ada yang menggunakan satu buah silinder dan ada pula yang menggunakan dua buah silinder. Bahan basah diisikan dengan cara menyemprotkannya secara kontinyu ke permukaan luar silinder sebelah atas. Disamping itu ada juga yang 37

12 dengan jalan mengalirkan bahan basah ke bagian bawah silinder, kemudian waktu silinder berputar, bahan basah tersebut akan ikut terbawa pada permukaan luar silinder. Bahan basah yang akan dikeringkan dimasukkan ke dalam alat melalui pipa dan dialirkan pada drum yang berputar. Dinding drum yang panas akan menguapkan air bahan sehingga bahan menjadi kering menurut yang dikehendaki. Uap panas keluar dari alat melalui saluran sebelah atas. Sedangkan bahan yang telah kering dilepaskan dari drum dengan menggunakan pisau kikis yang diatur jaraknya terhadap drum. Kemudian bahan kering ini akan mengalir ke bawah dan ditampung dengan menggunakan wadah yang telah disediakan, seperti pada gambar 2.7. Keterangan : Gambar 2.7 : Tipe drum dryer(kartasapoetra, 1994) A. Pengeluaran uap B. Pemasukan larutan C. Drum yang dipanaskan dengan uap D. Pisau kikis Mutu beras dapat kita lihat pada tabel spesifikasi yaitu sebagai berikut: Tabel 2.1 Spesifikasi Mutu Beras Giling Pengadaan Dalam Negeri, BULOG

13 2.4 Kadar air Kadar air merupakan salah satu faktor yang menyebabkan petani tidak dapat menikmati harga pasar. Demikian juga mutu hasil pengeringan pada musim penghujan lebih rendah dari musim kemarau. Untuk mengatasi hal ini dilakukan pengeringan yang dapat dikendalikan, baik yang menggunakan bahan bakar minyak maupun sumber-sumber lainnya, selain mengatasi masalah pengeringan alat pengering juga hendaknya meningkatkan mutu daripada hasil pengeringan. Kandungan air pada butir beras dalam seluruh tingkat mutu beras adalah 14%. Penetapan kadar air ini dapat dilakukan dengan metode oven maupun dengan alat pengukur kadar air elektronik yang telah dikalibrasi lebih dahulu. Kadar air dinyatakan dalam satuan persen dari beras basah. Kadar air merupakan faktor utama yang menyebabkan penurunan mutu beras selama penggilingan, (Damardjati dan Purwani, 1991). Menghitung penurunan kadar air gabah: Kadar air (%) = Massa gabah setelah pengeringan MMMMMMMMMM pppppppp ssssssssssssss pppppppppppppppppppppp xx 100 % 39

14 Penentuan kadar air beras dilakukan dengan cara: a. Metode oven 1) Atur suhu oven 130C 2) Timbang 5-10 gr contoh, masukkan kedalam oven 3) Tentukan berat akhir setelah pemanasan 16 jam 4) Hitung kadar air b. Menggunakan alat Moisture Tester Gambar 2.8 : Moisture Tester(cina-ogpe.com 2008) 2.5 Rendemen dan mutu giling beras Dalam penetapan mutu gabah, rendemen giling juga digunakan sebagai salah satu kriteria mutu. Pengertian rendemen giling disini adalah : mencakup rendemen beras kepala dan rendemen total beras giling. Mutu giling beras merupakan kriteria utama dalam penetapan mutu gabah karena mempunyai nilai ekonomi yang tinggi, yaitu menentukan besarnya beras yang dihasilkan. Mutu giling mencakup berbagai kriteria, yaitu : rendemen beras giling (BG), rendemen beras kepala (BK), persentase beras pecah (BP) dan derajat sosoh beras. Disamping faktor genetis, keadaan lingkungan, panen, serta teknik 40

15 penanganan pasca panen mempengaruhi mutu rendemen giling, dan sangat mempengaruhi mutu rendemen beras kepala maupun beras. Tingkat kematangan biji berpengaruh langsung terhadap rendemen dan mutu beras serta susut hasil gabah. Pemanenan satu minggu sebelum matang akan mengalami penyusutan sekitar 13%, sedang bila terlalu lewat matang penyusutan sekitar 12%. Di samping itu beras yang dipanen sebelum matang mengandung banyak gabah hampa, gabah hijau dan butir kapur, sedangkan bila dipanen lewat matang menjadi mudah rontok dan pecah. Disamping dipengaruhi oleh umur panen dipengaruhi pula cara panen. Panen dengan sabit dan dirontok dengan mesin perontok menghasilkan rendemen lebih rendah dan persentase BP yang lebih tinggi. semakin tinggi kandungan air biji maka persentase beras pecah yang akan dihasilkan akan semakin tinggi pula. Persentase beras giling dipengaruhi oleh kadar air beras yang digiling. Kadar air yang terlalu tinggi atau yang terlalu rendah dapat menyebabkan beras menjadi hancur (tepung). Rendemen merupakan salah satu faktor yang penting. Rendemen dikatakan baik apabila dari gabah diperoleh minimum 70% beras giling, terdiri dari 50% beras kepala dan 20% beras pecah. Pada skripsi ini penulis membuat mesin pengering padi dengan bahan bakar biomassa yaitu dengan menggunakan arang dan cangkang kemiri, tanpa menggunakan bantuan listrik karena akan menambah biaya operasional, melainkan dengan tenaga manusia. Mesin pengering padi tersebut sangat effesien bila digunakan ditengah persawahan yang belum terjangkau oleh arus listrik atau belum tersedia arus listrik, mesin tersebut berkapasitas 11 kg. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini, akan dijelaskan cara kerja mesin pengering padi tersebut. 41

16 Gambar 2.9 : Prinsip kerja mesin pengering gabah 2.6 Cara kerja mesin pengering gabah Untuk menghasilkan panas buatan mengeringkan gabah digunakan arang dan cangkang kemiri sebagai bahan bakar utama, arang dan cangkang kemiri dimasukkan kedalam ruang pembakaran secukupnya untuk memudahkan dalam pembakaran awal, membutuhkan waktu yang cukup lama agar arang dan cangkang kemiri menjadi bara ± 3 jam, tergantung bahan bakar tambahan yang digunakan seperti minyak tanah untuk mempercepat proses penyalaan api. Arang dan cangkang kemiri yang telah menjadi bara sangat membantu untuk proses pembakaran bahan bakar selanjutnya, tambahkan lagi bahan bakar agar saat proses pengeringan tidak lagi dilakukan pemasukan bahan bakar tambahan karena sangat mempengaruhi temperatur diruang pembakaran dan temperatur yang akan tersalur ke dalam drum pengering. Saat arang dan cangkang kemiri telah menjadi bara didalam ruang bakar masukkan gabah kedalam drum pengering melalui saluran masuk gabah pada drum pengering, pada mesin pengering padi ini kapasitas gabah yang akan dikeringkan yaitu sebanyak 11 kg. Drum pengering yang berisi gabah basah ( belum ada mengalami proses pengeringan) ditutup dan dikunci dengan baut agar tidak ada panas yang keluar melalui saluran masuk. 42

17 Sehingga panas diruang bakar akan keluar menuju saluran pipa memenuhi tabung pengatur temperatur dan tersalur kedalam drum pengering. Pada proses ini lah terjadi proses pengeringan dimana panas akan berpindah pada gabah diharapkan kadar air pada gabah dapat terangkat dan menjadi uap. Sehingga uap gabah hilang oleh panas yang ada didalam drum pengering. Untuk membantu proses pengeringan gabah yang lebih merata perlu dilakukan proses pembalikan atau pengadukan gabah, pada mesin pengering padi tersebut terdapat pengaduk yang digerakkan secara manual dimana terdapat tuas pemutar pengaduk gabah, tuas diputar berlawanan arah jarum jam hal ini dilakukan agar gabah teraduk dan terbuang kearah atas sehingga tidak menyebabkan pemadatan pada bagian ruang bawah drum pengering. Pengadukan dilakukan sesering mungkin tapi untuk pengujian tersebut pengadukan dilakukan setiap 15 menit sekali dalam waktu 1 jam. Setelah padi didalam drum cukup lama atau ± 6 jam maka proses pengeringan dapat dihentikan. Buka tutup saluran keluar gabah untuk mengeluarkan gabah didalam drum pengering sediakan wadah atau alas untuk menampung gabah kering, untuk membantu proses pengeluaran gabah dari drum pengering putar lah tuas penggerak pengaduk. Bila kadar air gabah sudah 14% maka gabah sudah memenuhi standarisasi dan dapat dilanjutkan keproses selanjutnya yaitu penggilingan. Keunggulan mesin pengering padi yang telah dibuat: a. Teknologi alat/mesin tepat guna b. Bahan bakar bisa arang, kayu bakar, batok kelapa dan cangkang kemiri c. Mudah pengoperasiaanya d. Tenaga kerja sedikit, maksimal 2 orang e. Ongkos pengeringan gabah lebih murah dari tipe-tipe yang ada dipasaran f. Tidak membutuhkan arus listrik g. Kehilangan gabah atau kerusakan gabah sangat rendah sewaktu dalam proses pengeringan 43

18 h. Lahan penempatan alat tidak luas 1 x 3 meter i. Daya pakai alat relatif cukup lama j. Sangat cocok dioperasionalkan pada kelompok tani dipedesaaan Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan adalah sebagai berikut a. Luas permukaan Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering, air menguap melalui permukaan bahan. b. Perbedaan suhu dan udara sekitar Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan gabah semakin cepat pemindahan panas kedalam gabah dan makin cepat pula penghilangan kadar air dari gabah. Jadi dengan semakin tingginya suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat. c. Kecepatan aliran udara Semakin tinggi kecepatan udara, semakin banyak pula penghilangan uap air dari permukaan bahan. Apabila aliran udara disekitar tempat pengeringan berjalan dengan baik proses pengeringan akan semakin cepat yaitu semakin mudah air teruapkan. d. Tekanan udara Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang. e. Kelembapan udara Semakin lembab udara maka akan semakin lama bahan kering sebaliknya semakin kering udara semakin cepat pengeringan. 2.7 Peranan udara dalam proses pengeringan 44

19 Udara dapat dibedakan dalam 2 macam yaitu udara kering atau udara tanpa kandungan uap didalamnya dan udara basah yaitu udara dengan kandungan uap air yang tinggi. Udara merupakan campuran dari beberapa gas dengan perbandingan yang kira-kira tetap, misalnya H 2 O, O 2, N 2, CO 2 yang kadang kadang mengandung senyawa berbentuk gas (pencemar). Gas murni dapat dibagi menurut jumlahnya didalam udara, yaitu: a. Gas yang jumlahnya tetap diudara misalnya N 2, O 2 dan gas gas mulia yaitu Ne, Ar, He, dan Xe. b. Gas yang jumlahnya tidak tetap diudara yaitu CO 2 dan H 2 O. c. Gaspengotor misalnya NH 3 dan H 2 S yang berasal dari hasil pemecahan zat-zat organik atau CO yang berasal dari hasil pembakaran yang tidak sempurna dipertambangan minyak bumi. Jumlah gas mulia di udara sangat sedikit sehingga didalam perhitungan biasanya diabaikan. Komposisi udara kering terdiri dari 76,8 % N 2, 32,2 % O 2 dan CO 2 sebanyak 0,03 % berdasarkan volume.tekanan H 2 O didalam udara, atau besarnya tekanan atmosfer setelah dikurangi dengan tekanan udara kering disebut tekanan uap. Tekanan uap jenuh adalah tekanan tertinggi yang dapat dicapai oleh suatu ruangan pada suhu tertentu. 2.8 Perpindahan panas Perpindahan panasialah ilmu yang meramalkan perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material. (J.P.HOLMAN, 1986) Perpindahan panas diklarifikasikan menjadi a. Perpindahan panas secara konduksi b. Perpindahan panas secara konveksi c. Perpindahan panas secara radiasi 45

20 a. Perpindahan panas secara konduksi Ialah perpindahan energi panas (kalor) tidak diikuti dengan zat perantaranya. Misalnya memanskan batang besi diatas nyala api, apabila salah satu ujung besi dipanaskan, kemudian ujung yang lain dipegang, maka semakin lama ujung yang dipegang semakin panas hal ini menunjukkan bahwa kalor atau panas berpindah dari ujung besi yang dipanaskan ke ujung besi yang dipegang. Gambar 2.10 : Perpindahan panas secara konduksi (Bekti Widi Admaja, 2011) Makapersamaannyadapatditulissebagaiberikut q k = ka dddd qqqq atau dddd AA = kk dddd dddd Dimana : q = Laju perpindahan panas (w) K = Konduktivitas termal (W/(m.k)) A = Luas penampang yang terletak pada aliran panas (m 2 ) dt/dx = Gradien temperature dalam arah aliran panas 46

21 b. Perpindahan panas secara konveksi Ialah perpindahanpanasyang terjadiantarasuatupermukaan padatdanfluidayangbergerakataumengaliryang diakibatkanolehadanyaperbedaantemperatur Perpindahan panas konveksidapatterjadidenganbeberapametode, antaralain: 1) Konveksi paksa Ialah jika aliran disebabkan oleh pengaruh atau dengan bantuan kipas atau pompa maka metode ini dikenal sebagai konveksi paksa 2) Konveksi alami Ialah apabila aliran ini disebabkan oleh perbedaan suhu pada aliran itu sendiri, maka metode ini dikenal sebagai konveksi alami. 3) Konveksidenganperubahanfase yaituprosesperpindahanpanaskonveksi yangdisertaiberubahnyafasefluidasepertipadaprosespendidihan danpengembunan(kondensasi). (boiling) Gambar 2.11: Perpindahan panas secara konveksi (Anneahira, 2010) Persamaanperpindahanpanas konveksi dapat dinyatakan sebgai berikut (J.P.HOLMAN, 1986) 47

22 qkonv =ha( Tw-T ) Dimana: qkonv =Besarnya lajuperpindahanpanasknveksi(w) h =Koefisienkonveksi(W/m 2 K) A =Luaspermukaanperpindahanpanaskonveksi(m 2 ) c. Perpindahan panas secara radiasi Ialah perpindahan panas tanpa memerlukan zat perantara. Pancaran kalor hanya terjadi dalam gas atau ruang hampa, misalnya penghantaran panas matahari kebumi melalui ruang hampa udara. Gambar 2.12: Perpindahan panas secara radiasi (Bekti Widi Admaja, 2011) Persamaanperpindahanpanas radiasi dapat dinyatakan sebgai berikut: (J.P.HOLMAN, 1986) Dimana : q =ε 1 σa 1 (T 1 4 T2 4 ) Q ε =Lajuperpindahanpanasradiasi(W) =Emisivitaspermukaanmaterial σ =KonstantaStefanBolztman(5.669x10-8 W/m 2 k 4 ) Ts =Temperaturepermukaanbenda(K) Tsur =Temperaturesurrounding(K) 48

23 2.9 Sabuk dan puli Jarak yang jauh antara 2 buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya yang lain dapat diterapkan, dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sproket pada poros. Transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel atau tali. Gambar 2.13: Berbagai macam sabuk transmisi daya (sularso dan kiyokatsu Suga, 2004) A. B. C. D. 1) Sabuk-V standar (berlapis tunggal dan banyak). 2) Murah dan pasarannya luas. 3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 60 C. 1) Sabuk-V unggul (berlapis tunggal dan banyak). 2) Tahan panas minyak, dan listrik statis. Kekuatan tinggi. 3) Untuk tugas berat dan jumlah sabuk sedikit. 4) Batas temperature sampai 90 C. 1) Sabuk-V penampang pendek 2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi 3) Untuk otomobil dan puli dengan diameter kecil. Batas temperature sampai 90 C. 49

24 E. 1) Sabuk-V tugas ringan (tipe-l) 2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi 3) Untuk mesin-mesin pertanian. Puli penegang pada keliling luar sabuk dapat dipakai. Batas temperature sampai 60 C (untuk temperatur lebih dari 60 C lebih baik dipakai sabuk-v unggul). 1) Sabuk-V sempit. 2) Dapat mentransmisikan daya besar. 3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 90 C. F. G. H. I. J. K. L. 1) Sabuk-V sudut lebar. 2) Untuk transmisi kecepatan tinggi dan daya besar dengan puli kecil dan sempit. 3) Untuk otomobil. Batas temperature sampai 80 C. 1) Sabuk-V putaran variabel 2) Tahan lenturan dan tekanan samping 3) Untuk penurun putaran variabel. Batas temperature sampai 90 C. 1) Sabuk gigi penampang pendek 2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi 3) Untuk otomobil besar. Batas temperature sampai 90 C. 1) Sabuk segi enam 2) Untuk menggerakkan poros banyak 3) Untuk mesin pertanian dan mesin industry. Batas temperature sampai 60 C. 1) Sabuk bergigi (sabuk gilit) 2) Tidak siip. Dapat dipakai untuk penggerak sinkron 3) Untuk komputer, mesin perkakas, otomobil, dsb. Batas temperature sampai 80 C. 1) Sabuk berusuk banyak 2) Dapat menghasilkan putaran dengan kecepatan sudut yang hamper tetap. 3) Untuk mesin perkakas, dsb. Batas temperature sampai 80 C. 1) Sabuk berlapis kulit dan nilon 2) Untuk transmisi putaran tinggi dan jarak poros tetap. 3) Untuk mesin kertas, mesin tekstil, dsb. Batas temperature sampai 80 C. 50

25 Sabuk yang kita gunakan pada mesin pengering padi tersebut adalah sabuk-v, Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-v karena mudah dalam penanganannya dan harganya pun murah. kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 samapai 20 m/s pada umumnya, maksimum sampai 25 m/s. a. Transmisi sabuk- V Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dpergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan dikeliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi yang besar pada tegangan yang relatif rendah hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-v dibandingkan dengan sabuk rata. Pada gambar dibawah ini dijelaskan konstruksi sabuk V. Gambar 2.14 : Konstruksi sabuk V (sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Keterangan gambar: 1. Terpal 2. Bagian penarik 3. Karet pembungkus 4. Bantal karet Untuk penampang sabuk V memiliki beberapa tipe yaitu sebagai berikut: 51

26 Gambar 2.15 : Ukuran penampang sabuk-v (sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Posisi sabuk dengan puli terlihat pada Gambar 2.17 yaitu persinggungan atau sudut kontak sabuk dengan puli Gambar 2.16 : Profil alur sabuk-v (sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang akan diteruskan dengan faktor koreksi pada tabel berikut 52

27 Tabel 2.2 Faktor koreksi(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Mesin yang digerakkan Penggerak Momen puntir puncak 200% Motor arus bolak-balik (momen normal, sangkar bajing, sinkron), motor arus searah (lilitan shunt) Jumlah jam kerja tiap hari Momen puntir puncak >200% Motor arus bolak-balik (momen tinggi, fasa tunggal, lilitan seri), motor arus searah (lilitan kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak tetap. Jumlah jam kerja tiap hari 3-5 jam 8-10 jam jam 3-5 jam 8-10 jam jam Variabel beban sangat kecil Variabel beban kecil Variabel beban sedang Pengaduk zat cair, kipas angin, blower (sampai 7,5 kw) pompa sentrifugal, konveyor tugas ringan Konveyor sabuk (pasir, batubara), pengaduk, kipas angin (lebih dari 7,5 kw), mesin torak, peluncur, mesin perkakas, mesin percetakan, Konveyor (ember, sekrup), pompa 1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 1,2 1,3 1,4 1,4 1,5 1,6 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 53

28 Variabel beban besar torak, kompresor, gilingan palu, pengocok, rootsblower, mesin tekstil, mesin kayu Penghancur, gilingan bola atau batang, pengangkat, mesin pabrik karet (rol, kalender) 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 Tranmisi sabuk-v hanya dapat menghubungkan poros poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-v bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk-v yang dipasang sebelah menyebelah. Pada tabel 2.3 dan tabel 2.4 menunjukkan nomor-nomor nominal dari sabuk standar utama, dapat dilihat pada tabel berikut Tabel 2.3 Sabuk-V standar(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) *17 *18 *19 *20 *21 *22 Penampang A *65 *66 *67 *68 *69 *70 *71 *72 *73 * * * * * *25 Penampang B *68 *69 *70 *71 *72 *73 *74 *75 *76 *77 * * * *

29 55 *23 *24 *25 *26 *27 *28 *29 *30 *31 *32 *33 *34 *35 *36 *37 *38 *39 *40 *41 *42 *43 *44 *45 *46 *47 *48 *49 *50 *51 *52 *53 *54 *55 *56 *57 *58 *59 *60 *61 *62 *63 *64 *75 *76 *77 *78 *79 *80 *81 *82 *83 *84 *85 *86 *87 *88 *89 *90 *91 *92 *93 *94 *95 *96 *97 *98 *99 *100 *101 *102 *103 *104 *105 *106 *107 *108 *109 *110 *111 *112 *113 *114 *115 * * * * * * * * * * *26 *27 *28 *29 *30 *31 *32 *33 *34 *35 *36 *37 *38 *39 *40 *41 *42 *43 *44 *45 *46 *47 *48 *49 *50 *51 *52 *53 *54 *55 *56 *57 *58 *59 *60 *61 *62 *63 *64 *65 *66 *67 *78 *79 *80 *81 *82 *83 *84 *85 *86 *87 *88 *89 *90 *91 *92 *93 *94 *95 *96 *97 *98 *99 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Tabel 2.4 Panjang sabuk V standar(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Nomor Nominal Nomor Nominal Nomor Nominal Nomor Nominal

30 56 (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) Dalam tabel 2.5 diperlihatkan panjang keliling sabuk yaitu sebagai berikut Tabel 2.5 Panjang sabuk-v sempit(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) 3V 5V Nomor Panjang Panjang Nomor Panjang Panjang

31 nominal sabuk keliling (mm) keliling pada jarak bagi sabuk (mm) nominal sabuk keliling (mm) keliling pada jarak bagi sabuk (mm) 3V 250 3V 265 3V V 500 5V 530 5V V 300 3V 315 3V V 600 5V 630 5V V 355 3V 375 3V V 710 5V 750 5V V 425 3V 450 3V V 850 5V 900 5V V 500 3V 530 3V V V V Untuk perhitungan keliling sabuk dapat dilihat pada gambar dibawah ini Gambar 2.17: Perhitungan panjang keliling sabuk (sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Untuk menghitung keliling panjang sabuk 57

32 LL = ππ 22 dd pp + DD pp cc ( DD pp dd pp ) 22 Sumber:(sularso, kiyokatsu suga, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin 1991 )...hal 170 Dimana : dd pp = diameter puli kecil ( mm ) DD pp = diameter puli besar ( mm ) cc =jarak sumbu poros ( mm ) b. Puli Puli adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda pada sebuah poros atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran disekelilingnya. Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk memindahkan daya. Puli digunakan untuk merubah gaya yang digunakan, meneruskan gerak rotasi, atau memindahkan beban yang berat. Sitem puli dengan sabuk terdiri dari dua atau lebih puli yang dihubungkan dengan menggunakan sabuk. Sistem ini memingkinkan untuk memindahkan daya, torsi, dan kecepatan, bahkan jika puli memiliki diameter yang berbeda dapat meringankan pekerjaan untuk memindahkan beban yang berat. Gambar 2.18 : Konstruksi puli (bbc bitezise 2014) Puli pada umumnya dibuat dari bahan besi tuang dan ada juga dari baja dengan bentuk yang bervariasi. Kekuatan puli dihitung berdasarkan kekuatan bagian-bagiannya. Puli merupakan Tempat sabuk untuk pemindah daya: 58

33 a. Jika pemindah daya Dengan perbandingan transmisi tidak terlalu besar bisa digunakan tanpa puli penegang b. Jika transfer daya dengan perbandingan transmisi besar dan jarak poros dekat, maka perlu dipasang puli penegang a. Tipe puli 1.) Puli tetap Puli tetap memiliki poros yang tetap, yang berarti porosnya diam atau dipasang pada suatu tempat. Puli tetap digunakan untuk merubah arah gaya pada tali atau sabuk. 2.) Puli bergerak Puli yang bergerak memiliki poros yang bebas, yang berarti porosnya bebas bergerak pada suatu titik tertentu. Puli digunakan untuk melipat gandakan gaya. 3.) Puli gabungan Puli gabungan adalah gabungan dari puli tetap dan puli bergerak. Jenis puli ini terdiri dari minimal satu buah puli yang terpasang pada suatu tempat dan puli satu lainnya dapat bergerak. b. Ukuran puli V Diameter nominal puli V dinyatakan sebagai diameter d p (mm) dari suatu lingkaran dimana lebar alurnya didalam gambar 2.17 menjadi l o dalam tabel 2.6, dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Penampang sabuk-v Tabel 2.6 Ukuran puli V(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Diameter nominal (diameter lingkaran jarak bagi do a(e) W* Lo K Ko e f 59

34 A atau lebih ,95 12,12 12,30 9,2 4,5 8,0 15,0 10,0 B atau lebih ,86 16,07 16,29 12,5 5,5 9,5 19,0 12,5 C atau lebih ,18 21,45 21,72 16,9 7,0 12,0 25,5 17,0 D atau lebih ,77 31,14 24,6 9,5 15,5 37,0 24,0 E atau lebih ,95 37,45 28,7 12,7 19,3 44,5 29,0 *harga-harga dalam kolom W menyatakan ukuran standar c. Diameter minimum puli yang dianjurkan dan diizinkan Tabel 2.7 Diameter minimum puli(sularso dan kiyokatsusuga, 2004) Penampang A B C D E Diameter min. yang diizinkan Diameter min. yang dianjurkan Tipe sabuk sempit 3V 5V 8V Diameter minimum

35 Diameter minimum yang dianjurkan d. Sudut kontak sabuk V dengan puli Sudut kontak dari sabuk pada alur puli penggerak harus diusahakan sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan puli. Gaya gesekan berkurang dengan mengecilnya sudut kontak sehingga menimbulkan slip antara sabuk dan puli. Jika jarak poros adalah pendek sedangkan perbandingan reduksinya besar, maka sudut kontak pada puli kecil (puli penggerak) akan menjadi kecil. Dalam hal ini dapat digunakan sebuah puli penegang untuk memperbesar sudut kontak tersebut. Gambar 2.19 : Sudut kontak (sularso dan kiyokatsusuga, 2004) 61