UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH BUKAAN CEROBONG PADA OVEN TERHADAP KECEPATAN PENGERINGAN KERUPUK RENGGINANG

Transkripsi

1 UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH BUKAAN CEROBONG PADA OVEN TERHADAP KECEPATAN PENGERINGAN KERUPUK RENGGINANG DIAN HIDAYATI NRP Dosen Pembimbing Ir. Joko Sarsetyanto, MT PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

2

3 Proses Pengeringan Yang dilakukan Secara Manual Kurang Steril

4

5 1. Dalam perhitungan diasumsikan : Kondisi steady state. Permukaan plat penyerap rata. Efek radiasi diabaikan. Temperatur dan kelembaban udara diluar pengering dianggap konstan. 2. Penulis tidak membahas karakteristik aliran udara pengering yang melalui produk. 3. Penulis tidak membahas ketinggian cerobong. 4. Penulis hanya membahas proses perpindahan panas dan perpindahan massa secara umum. 5. Penulis tidak membahas rancangan konstruksi alat dan kontrol. 6. Badan Oven dianggap Luas sehingga Koefisien Konveksi di dalam Oven didekati dengan persamaan Natural Convection dengan Aliran Eksternal

6

7 DIMENSI ALAT Dimensi Model Oven Panjang = 63 cm = 0.63 m Lebar = 100 cm = 1 m Tinggi = 160 cm = 1,6 m Ukuran Cerobong Panjang = 9 cm = 0,09 m Lebar = 9 cm = 0,09 m Tinggi = 100 cm = 1 m Av = (0,09 x 0,09) mm 2 = 0,0081 mm 2

8 Data dinding Bahan Dinding 1. Galvalume Tebal (LL 1 ) = 0,12 cm = 0,0012 m Konduktivitas termal (kk 1 ) = 166 WW mmmmm 2. Glass Wool (cellular glass) Tebal (LL 2 ) = 2 cm = 0,02 m Konduktivitas termal (kk 2 )= 0,058 WW mmmmm 3. Galvalume Tebal (LL 3 ) = 0,12 cm = 0,0012 m Konduktivitas termal (kk 3 ) = 166 WW mmmmm 4. Kaca Jendela Tebal (LL gggggggggg ) = 0,5 m Konduktivitas termal = 0,005 m = 0,7 WW mmmmm

9 Luas Permukaan dinding 1. Bagian Depan (AA 1 ) = 1, mm 2 2. Bagian Kanan (AA 2 ) = 1,0187 mm 2 3. Bagian Kiri (AA 3 ) = 0,7106 mm 2 4. Bagian Belakang (AA 4 ) = (AA 1 ) = 1,73941 mm 2 5. Bagian atas (AA 5 ) = 0,705 mm 2 6. Bagian Kaca Depan = 0,1449 mm 2 Data Rak dan Bak Penampung Panjang = 89,5 cm = 0,895 m Lebar = 50 cm = 0,5 m Data Bahan (Rengginang) Jari-jari (r) = 5,5 cm L (AA ss ) = ππrr 2 = ππ 0,055 mm 2 = 0,0095 mm 2

10

11

12 Alat yang Digunakan Termometer Timbangan Elektrik Higrometer

13 Tahap Pengambilan Data Massa bahan basah dan bahan kering Massa LPG awal dan akhir. Kecepatan aliran fluida pada anemometer. Kelembaban udara ruangan (%Rh) Temperatur di tiap rak, untuk mengetahui temperature dalam. Temperatur permukaan bahan yang telah kering Waktu yang diperlukan sampai rengginang menjadi kering.

14 Tahap Perhitungan Data Menghitung persentase bobot basah diawal sebelum dikeringkan, menjadi bobot kering sesudah dikeringkan. Menghitung kerugian panas (Q loss ) yang keluar menembus dinding komposit pengering selama proses pengeringan bahan untuk setiap pengaturan bukaan cerobong. Menghitung laju perpindahan massa uap air bahan (Q evap ) ke udara selama proses pengeringan untuk setiap pengaturan bukaan cerobong. Menganalisis kesetimbangan energi untuk setiap pengaturan bukaan cerobong pada kondisi steady state.

15

16 h1 Besar Bukan depan,kanan,bel h1 Kiri Cerobong (%) W 2 m K akang W 2 m K W 2 m K h1 glass W 2 m K h1 top W 2 m K 100 % 24,23 12,62 24,23 12,81 75 % 11,20 11,21 11,21 12,74 50 % 16,20 10,47 10,11 3,3 25 % 11,27 11,27 11,27 12,66 0 % 11,12 11,12 11,13 13,08 Besar Bukan Cerobong (%) h2 depan,kana n,belakang W 2 m K h2 Kiri h2 glass h2 top W 2 m K W 2 m K W 2 m K 100 % 11,66 11,66 11,66 23,53 75 % 11,64 11,64 11,64 23,49 50 % 10,47 10,50 10,57 10,96 25 % 11,62 11,62 11,63 23,46 0 % 11,61 11,61 11,61 23,43

17 Tabel Hasil Perhitungan Qloss Bukaan Cerobong (%) Q loss total (W) 0 475, , , , ,4 Q loss tot (W) Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong (%) terhadap Qloss total (W) Besar Bukaan Cerobong (%) Qloss total (W) Poly. (Qloss total (W))

18 Tabel Hasil Perhitungan Q evap Besar Bukaan Cerobong (%) Q evap (W) 0 0 Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong terhadap Qevap(W) 25 9, ,4 75 3, ,5 Q Evap (W) Besar Bukaan Cerobong (%) Qevap (W) Poly. (Qevap (W))

19 Tabel Hasil Perhitungan Q in Besar Bukaan Cerobong (%) Q in (W) 4000 Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong (%) terhadap Qin (W) , , , , ,67 Q in (W) Besar Bukaan Cerobong (%) Qin (W) Poly. (Qin (W))

20 Tabel Hasil Perhitungan Q st Besar Bukaan Cerobong (%) Q st (W) ,04 Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong (%) terhadap Qst (W) , , , ,7 Q st (W) Besar Bukaan Cerobong (%) Qst (W) Poly. (Qst (W))

21 Hasil Perhitungan Kadar Air yang Dikelurkan (%) Besar Bukaan Cerobong (%) Kadar air yang dikeluarkan (W) 100 8,4 Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong (%) terhadap kadar air yang dikeluarkan (%) 75 8, , , Kadar Air yang Dikeluarkan Bahan (%) Besar Bukaan Cerobong (%) Kadar Air Yang Dikeluarkan (%) Poly. (Kadar Air Yang Dikeluarkan (%))

22 Grafik Fungsi Besar Bukaan Cerobong (%) terhadap Qloss, Qevap, Qin dan Qst (W) Q loss total (W) & Q evap / 50 (W) Qin (W) & Qst (W) Besar Bukaan Cerobong (%) Q loss (W) Q evap (W) Q in (W) Q st (W)

23

24 Kerugian panas (Q loss ) yang terbesar yaitu sebesar 1099,4 W pada kondisi cerobong 100% terbuka sedangkan Q loss terkecil yaitu 365,45 W pada kondisi cerobong 75% terbuka. Kalor Penguapan (Q evap ) terbesar yaitu 15,4 W pada kondisi cerobong 50% terbuka dan Q evap terkecil yaitu 0 W pada kondisi cerobong 0% terbuka (fully close). Kalor yang masuk pengering (Q in ) yang terbesar yaitu 3793,29 W pada kondisi cerobong 50% terbuka dan Q in terkecil yaitu 2239,75 W pada kondisi cerobong 25% terbuka. Panas yang tersimpan dalam pengering (Q st ) yang terbesar yaitu sebesar 2871,49 W pada kondisi cerobong 50% terbuka sedangkan Q st terkecil yaitu 1675,57 W pada kondisi cerobong 25% terbuka. Kadar air yang paling banyak dikeluarkan bahan yaitu 12,68 pada kondisi cerobong 25% terbuka. Laju pengeringan tercepat yaitu pada kondisi cerobong 0% terbuka dan 50% terbuka dengan waktu 2,25 jam.

25