BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERSETUJUAN... iii SURAT PERNYATAAN... iv ABSTRAK... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB II LANDASAN TEORI Gambaran Umum Anyaman Ata Berbentuk Bokor Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata Biomassa Serbuk Kayu Gergaji Komponen dan Sifat Kimia Serbuk Kayu Gergaji Blower Spesifikasi Blower Manometer Densitas Prinsip Pengeringan Perpindahan Panas Perpindahan Panas Konduksi Perpindahan Panas Konveksi Perpindahan Panas Radiasi Analisis Heat Transfer Perpindahan Massa Udara Pengering Aliran Udara Pengering Sifat-Sifat Udara Basah Temperatur Bola Kering Temperatur Bola Basah Kelembaban Spesifik Kelembaban Relatif Temperatur Dew-Point Volume Spesifik Entalphi Udara... 24

2 2.9.8 Psychrometric Chart Sistem Pengering Buatan Nilai Kalor Performansi Pengeringan Laju Pengeringan Laju Massa Bahan Bakar Efisiensi Analisa Variance (F Test) Tebal Kritis Isolasi BAB III METODE PENELITIAN Tempat atau Lokasi Penelitian Variabel Variabel Bebas Variabel Terikat Variabel Tetap Variabel Kontrol Alat dan Bahan Penelitian Alat Bahan Penelitian Pengujian Nilai Kalor Rancangan Penelitian Spesifikasi Alat Pengering Deskripsi Alat Diagram Alur Penelitian Analisa Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Data Data Hasil Pengamatan Perhitungan Data Variasi Laju Aliran Massa Udara 0, Menghitung Laju Pengeringan Menghitung Laju Massa Bahan Bakar Menghitung Laju Energi Yang Berguna Menghitung Laju Energi Bahan Bakar Menghitung Efisiensi Menghitung Heat Transfer Perhitungan Data Variasi Laju Aliran Massa Udara 0, Menghitung Laju Pengeringan Menghitung Laju Massa Bahan Bakar Menghitung Laju Energi Yang Berguna Menghitung Laju Energi Bahan Bakar Menghitung Efisiensi Menghitung Heat Transfer Perhitungan Data Variasi Laju Aliran Massa Udara 0, Menghitung Laju Pengeringan Menghitung Laju Massa Bahan Bakar Menghitung Laju Energi Yang Berguna... 58

3 4.5.4 Menghitung Laju Energi Bahan Bakar Menghitung Efisiensi Menghitung Heat Transfer Distribusi Temperatur di Masing-masing Variasi Suhu Tdb r1 dan Twb r1 Pada Alat Pengering Perbandingan Performansi Pada Setiap Laju Massa Udara Analisis Perpindahan Panas BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 69

4 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dikeringkan... 2 Gambar 2.1 Kerajinan Ata Yang Berbentuk Bokor... 4 Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata... 5 Gambar 2.3 Biomassa Serbuk Kayu Gergaji... 8 Gambar 2.4 Blower Centrifugal... 9 Gambar 2.5 Komponen Blower... 9 Gambar 2.6 Spesifikasi Blower Gambar 2.7 Manometer Tabung Dengan Pipu U Gambar 2.8 T-V Diagram Gambar 2.9 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Gambar 2.10 Perpindahan Panas Konveksi Pada Dinding Gambar 2.11 Psychrometric Chart Gambar 2.12 Rangka Diagram Gambar 2.13 Delapan Proses Thermodinamika Dasar Gambar 2.14 Critical Insulasi Thickness Gambar 3.1 Alat Pendukung Penelitian Gambar 3.2 Alat Uji Bomb Calorimeter Gambar 3.3 Rancangan Skematik Penelitian Gambar 3.4 Diagram Alur Penelitian Gambar 4.1 Grafik Tdb r1 Terhadap Waktu Gambar 4.2 Grafik Twb r1 Terhadap Waktu Gambar 4.3 Grafik Perbandingan LE use, LE bb dan Efisiensi Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Analisis Perpindahan Panas... 66

5 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis Of Biomassa... 7 Tabel 2.2 Tabel Densitas Benda Tabel 4.1 Data hasil pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0114 kg/s Tabel 4.2 Data hasil Pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0228 kg/s Tabel 4.3 Data hasil pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0343 kg/s Tabel 4.4 Tabel Temperatur yang didapat pada Dinding dan Glaswool dari Hasil Pengujian Tabel 4.5 Tabel Temperatur yang didapat pada Dinding dan Glaswool dari Hasil Pengujian Tabel 4.6 Tabel Temperatur yang didapat pada Dinding dan Glaswool dari Hasil Pengujian... 62

6 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A.1 Data hasil pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0114 kg/s Lampiran A.2 Data hasil pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0228 kg/s Lampiran A.3 Data hasil pengujian untuk laju aliran massa udara 0,0343 kg/s Lampiran A.4 Hasil Uji Bomb Kalori Lampiran A.5 Tabel Saturated Water Lampiran A.6 Dokumentasi penelitian Lampiran A.7 Hasil pengeringan... 88

7 ANALISIS PERFORMANSI SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA (LIGODIUM CIRCINNATUM) BERBAHAN BAKAR SERBUK KAYU GERGAJI DENGAN MEMVARIASIKAN LAJU ALIRAN MASSA UDARA Oleh : I Wayan Sadiada Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg ABSTRAK Beberapa sumber energi alternatif masa depan, biomassa merupakan salah satu sumber yang patut diperhitungkan. Hal ini akan mencangkup material seperti serbuk kayu gergaji yang berasal dari limbah kayu. Material tersebut menyediakan bahan baku untuk energi biomassa yang bersifat tidak terbatas yang kemudian bisa digunakan untuk pembangkit fluida pengering khusunya penggunaan untuk mengeringkan ata. Penelitian ini menerapkan konversi paksa dengan bantuan blower, laju yang di berikan yaitu 0,0114 kg/s, 0,0228 kg/s dan 0,0343 kg/s. Dalam pengujian ini, Material yang dikeringkan adalah anyaman ata berbentuk bokor. Waktu untuk pengeringan ini sampai 390 menit. Kemudian suhunya dicatat dalam bentuk tabel selanjutnya dilakukan perhitungan agar mendapatkan laju pengeringan (lp), laju massa bahan bakar (??? ), laju energi berguna (???? ), laju energi bahan bakar (??? ), efisiensi (?) dan heat transfer. Dari hasil pengujian dan perhitungan pada laju 0,0343 kg/s dapat menghasilkan efisiensi 2,16 % kemudian pada laju 0,0114 kg/s hanya menghasilkan efisiensi 1,51 % dan laju 0,0228 kg/s efisiensinya 1,87 % sedangkan pada pembakaran alami efisiensi yang di hasilkan adalah 1,39 %, Hal ini dapat di simpulkan penerapan konversi paksa pada pengeringan jauh lebih efisien. Kata Kunci : Analisa Laju Energi, Konversi Paksa, Alat Pengering, Anyamana Ata, Serbuk Kayu Gergaji.

8 ANALYSIS SYSTEM WICKER PERFORMANSI DRYER ATA (LIGODIUM CIRCINNATUM) FUELED SAWDUST A SAW WITH VARYING THE RATE OF FLOW OF AIR MASS Author : I Wayan Sadiada Guidance : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg ABSTRACT Some of alternative energy sources future, biomass is one of its be reckoned. This will include materials like sawdust derived from waste wood. The materials provide raw materials to biomass energy that are not limited and can be used for the fluid dryer Especially the use of to dry ata. This research apply conversion force with the help of blower, rate in give the 0,0114 kg/s, 0,0228 kg/s and 0,0343 kg/s. In testing this, materials dried are plaited ata shaped. Time to drying until 390 minutes, Then it noted in table form next done in order to get the calculation drying (lp), The mass fuel (??? ), the energy useful (????), the energy fuel (???), efficiency (?) and heat transfer. From the testing and calculation on the 0,0343 kg/s can rewards efficiency 2,16 % then on the 0,0114 kg/s Yields only 1,51 % efficiency and rate 0,0228 kg/s 1,87 % efficiency while in natural combustion efficiency in generate is 1,39 %. This can be concluded the conversion force on drying far more efficient. Key words : Analysis of the energy, conversion force, a dryer, wicker ata, sawdust.

9 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Krisis ini biasanya menunjuk pada bahan bakar fosil yang secara umum yaitu gas dan minyak bumi. Selain keterbatasan jumlah energi fosil, Krisis ini juga memiliki akibat pada ekonomi dengan mahalnya harga gas dan minyak bumi, Akibat mahalnya harga produksi bahan bakar gas dan minyak bumi karena krisis energi akan memberikan dampak negatif pada masyarakat yang memiliki usaha jasa pengeringan ata. hal ini akan menyebabkan kerugian bagi pembisnis penyedia jasa pengeringan ata maupun pemakai jasa pengeringan ata itu sendiri. Terutama, Kenaikan biaya konsumsi gas dan minyak bumi pada industri yang menyediakan jasa pengeringan ata, yang menyebabkan naiknya biaya jasa pengeringan. Ruang lingkup secara global di indonesia terancam mengalami krisis energi gas dan minyak bumi dalam beberapa tahun mendatang. Penyebabnya adalah terjadi kesenjangan antara permintaan gas dan minyak bumi yang tinggi dan pasokan produksi gas dan minyak bumi di dalam negeri, dari beberapa industri rumahan yang menyediakan jasa pengeringan ata masih saja menggunakan minyak atau gas sebagai bahan bakar fluida pengering, maka dari penelitian ini di upayakan yaitu limbah dari hasil industri pertanian kayu yang bisa di olah dan di gunakan sebagai bahan bakarnya untuk fluida pengering ata. Selain itu biaya produksi dapat di tekan dengan cara mengganti yang mulanya menggunakan bahan bakar minyak dan gas beralih ke biomassa serbuk kayu serta membantu mengurangi dari situasi krisis energi. Beberapa sumber energi alternatif masa depan, biomassa merupakan salah satu sumber yang patut diperhitungkan. Hal ini akan mencangkup material seperti serbuk kayu yang berasal dari limbah kayu. Material tersebut menyediakan bahan baku untuk energi biomassa yang bersifat tidak terbatas yang kemudiaan bisa digunakan untuk pembangkit fluida pengering khusunya penggunaan untuk mengeringkan ata.

10 Selain pemilihan penggunaan biomassa yang di gunakan, dalam proses pengeringan ada beberapa faktor yang harus di perhitungkan yaitu : 1. Faktor internal, yaitu faktor yang mempengaruhi pengeringan yang berasal dari material itu sendiri faktor-faktor tersebut ialah ukuran material dan kadar awal air material. 2. Faktor eksternal, yaitu faktor yang mempengaruhi pengeringan yang berasal dari luar material. Faktor-faktor tersebut ialah perbedaan suhu dan kelembaban antara material dan udara pengering dan kecepatan aliran massa udara pengering. Gambar 1.1 Contoh Jenis Kerajinan yang akan di keringkan Hasil penelitian sebelumnya efisiensi sistem pengering ata menggunakan serbuk kayu dengan sistem pembakaran alami 1,39 % (Suarnadwipa 2015). Efisiensi yang dihasilkan masih sangat rendah, karena energi yang berguna yang diserap oleh material ata masih sangat rendah di badingkan energi supley yang di berikan. Maka dari itu perlu adanya penyempurnaan penelitian selanjutnya untuk mengoptimalkan energi yang disupley menggunakan blower. 1.2 Rumusan Masalah Adapun permasalahannya adalah, efisiensi alat pengering sangat rendah, hal ini di sebabkan oleh beberapa faktor diantaranya : pembakaran bahan bakar secara alami cendrung menghasilkan pembakaran tidak sempurna, dan aliran udara pengering yang melewati ruang pengering juga rendah karena hanya memanfaatkan

11 tarikan lubang cerobong saja. untuk dapat meningkatkan efisiensi, dalam penelitian ini akan dianalisis performansi alat pengering ata berbahan bakar serbuk kayu dengan memvariasikan laju massa udara pembakaran atau laju massa udara pengering dengan menggunakan blower sehingga dalam aliran udara pengering tersebut di alirkan ke rak secara paksa untuk memenuhi peningkatan efisiensi. 1.3 Batasan Masalah Agar penelitian ini dapat mencapai sasaran yang diinginkan dan pembahasan tidak terlalu meluas, maka permasalahan akan dibatasi sebagai berikut : 1. Kadar air pada batang ata diasumsikan sama. 2. Aliran steady-state dan steady-flow. 3. Ukuran anyaman ata diasumsikan sama. 4. Temperatur lingkungan diasumsikan konstan. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini menganalisis performansi pada sistem pengeringan anyaman ata yang meliputi : laju pengeringan, penurunan konsumsi bahan bakar, efisiensi sistem pengering berbahan bakar serbuk kayu dengan memvariasikan laju aliran massa udara. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Manfaat untuk masyarakat yaitu yang diharapkan dari pembuatan alat pengering ini supaya masyarakat tau akan pentingnya penggunaan biomassa sebagai sumber energi baru dan terbarukan. 2. Manfaat untuk penulis adalah karya tulis ini menjadi syarat untuk kelulusan tingkat Strata Satu (S1) serta menambah pengetahuan baru dalam kaitan ilmu pengetahuan, teknologi, kreativitas pengembangan pembuatan alat terbaru dan modern serta memakai bahan bakar biomassa.