METODE PENGERINGAN HEMAT ENERGI Bidang Teknik Penemuan Penemuan ini berkaitan dengan metode pengeringan yang hemat energi menggunakan heat pump sebagai perangkat penggerak (moving device) bagi proses pengeringan dan menggunakan siklus tertutup. Latar Belakang Penemuan Bahan-bahan yang harus dikeringkan biasanya disimpan dalam wadah yang khusus yang antara lain terbuat dari bahan logam, Kandungan air di dalam bahan yang tidak kering akan dapat mengakibatkan korosi, mengurangi Jaya tahan (menjadi bau) bahkan dapat mengakibatkan ledakan. Oleh karena hal tersebut maka bahan- bahan tersebut harus dilakukan proses pengeringan terlebih dahulu. Untuk itu diperlukan metode pengeringan yang baik, sehingga dapat menguapkan uap air sampai batas yang diinginkan. Dengan adanya kenaikan tarif dasar listrik (TDL) dan bahan bakar migas (BBM), maka penghematan energi mutlak diperlukan. Selain hal tersebut untuk menjaga tingkat kekeringan, maka kontak dengan udara lingkungan harus minimal. Metode pengeringan yang ada selama ini belum memenuhi persyaratan tersebut di atas. U.S. Pat. No. 6.003.244 tanggal 21 Desember 1999 menjelaslcan metode pengeringan partikulat. U.S. Pat. No. 6.125.550 tanggal 3 Oktober 2000 16erkaitan pengeringan makanan menggunakan rotary dryer. Dalam U.S. Pat. No. 6.068.671 tanggal 30 Mei 2000 dijelaskan tentang pengeringan batu bara dengan menggunakan papas sisa dari boiler pembakar batu bara. Ringkasan Penemuan Metode pengeringan ini menekankan pada aspek hemat energi dengan menggunakan heat pump iebagai perangkat penggerak (moving device) bagi proses pengeringan ini.. Untuk menjaga tingkat Kekeringan bahan yang sudah dikeringkan, inaka kontak langsung dengan udara tidak diijinkan. Sehingga medium pengering (udara) harus disirkulasi dalam suatu siklus tertutup. Uraian Singkat Gambar Gambar 1. adalah diagram skematik metode pengeringan hemat energi berbasis heat pump dengan siklus udara pengering tertutup. Gambar 2. adalah penyederhanaan gambar 1.
Uraian Lengkap Penemuan Metode pengeringan ini terdiri dari proses pengeringan dengan kamar pengering (drying chamber), proses pendinginan di dalam pendingin tambahan (auxiliary cooler), pengembunan_ dengan pengembun (condenser), aliran udara dengan menggunakan peniup udara (blower) clan' pemanasan dengan pemanas (heater). Udara pengering dingin dengan suhu mimimum 4 C ditiup oleh peniup udara (blower) ke pemanas (heater). Pada pemanas (heater), udara pengering dipanasi sehingga menjadi udara panas kering dengan suhu antara 60-100 C. Udara panas kering ini selanjutnya memasuki kamar pengering (drying chamber) yang mempunyai kapasitas pengeringan minimum 10 kg/jam untuk mengeringkan bahan-bahan yang tclah dimasukkan di situ. Kandungan air bahan-bahan tersebut akan menjadi maksimal 25 ml/bahan. Udara pengering mengambil uap air dari bahan-bahan yang dikeringkan. Selanjutnya udara pengering meninggalkan kamar pengering (drying chamber) sebagai udara panas basah dengan suhu antara 60-100 C. Udara pengering selanjutnya dialirkan ke pendingin tambahan (auxiliary cooler). Pendingin tambahan (auxiliary cooler) ini didinginkan dengan udara luar yang ditiupkan dengan sebuali kipas (fan). Udara pengering keluar dari pendingin tambahan (auxiliary cooler) sebagai udara basah agak dingin dengan suhu antara 30-70 C. Udara basah agak dingin ini selanjutnya dialirkan ke suatu pengembun udara (condenser). Pada kondenser, udara akan didinginkan pada suhu minimum 4 C sehingga uap air yang dikandung oleh udara tersebut akan terembunkan. Embunan (condensate) yang terbentuk selanjutnya akan langsung dialirkan ke tempat penampungan dengan suatu saluran drainase khusus. Udara akan keluar dari alat pengembun ini sebagai udara dingin kering dengan suhu minimum 4 C. Oleh peniup udara. (blower), udara dingin kering ini selanjutnya dialirkan ke alat pemanas udara (heater) untuk memulai siklus berikutnya. Dengan demikian proses pengeringan dilakukan dalam suatu siklus tertutup. Udara pengering tidak berkontak dengan udara luar selama proses pengeringan. Untuk menghemat energi yang diperlukan pada proses pengeringan ini, digunakan heat pump sebagai perangkat penggerak (moving device) bagi proses pengeringan ini. Heat pump yang dipakai adalah sejenis alat pendingin kompresi uap (vapor compression refrigeration type device). Pendinginan pada pengembun udara (condenser) dilakukan oleh sisi pendingin (pengambil panas) dari Ilea pump Selanjutnya, panasyang diambil (70 C-110 )akan dibawa oleh fluida kerja
(refrigerant). Selanjutnya panas ini bersama dengan panas yang terkonversi dari energi mekanik kompresor heat pump akan dilepaskan oleh sisi pelepas panas dari heat pump ke pemanas udara untuk metnanaskan udara kering yang akan masuk ke kamar pengering (drying chamber). Diagram skematis dari alat pengering yang diusulkan ini dapat dilihat pada Gambar 1. Katup-katup pengisolasi (isolation valves) akan ditutup ketika kamar pengering dibuka untuk memasukkan atau mengeluarkan bahan-bahan yang akan dikeringkan. Gambar 1 selanjutnya disederhanakan lagi menjadi Gambar 2. Pada Gambar 2, yang dimaksud perangkat pengering (drying apparatus) meliputi : pendingin tambahan (auxiliary cooler) beserta kipasnya, pengembun udara (condenser), peniup udara (blower), pemanas udara (heater) serta perangkat refrigerator (refrigerator apparatus) yang meliputi kompresor refrigeran, katup ekspansi refrigeran dan pipa-pipa alat penukar panas pada pengembun udara (condenser) maupun pemanas udara (heater). Klaim 1. Metode pengeringan ini menggunakan siklus teitutup. 2. Dalam kaitannya dengan klaim nomor 1, metode pengeringan ini mempunyai a) proses pengeringan bahan-bahan dengan kamar pengering (drying chamber), b) proses pendinginan udara pengering di dalam pendingin tambahan (auxiliary cooler), c) proses pengembunan uap air yang dikandung oleh udara basah agak dingin dengan pengembun (condenser), d) proses pengaliran udara dingin kering dengan menggunakan peniup udara (blower), e) proses pemanasan udara dingin kering dengan pemanas (heater). 3. Berkaitan dengan klaim nomor 2a, yang disebut dengan kamar pengering (drying chamber) mempunyai a) Ruangan yang cukup untuk menampung bahan-bahan yang dikeringkan, b) Pengeringan bahan-bahan hingga kandungan airnya mencapai maksimal 25 ml, c) Masukan yang berupa udara panas kering dengan suhu antara 60-100 C yang akan mengambil uap air dari bahan bahan, d) Kapasitas pengeringan minimum 10 kg/jam, e) Hasil berupa udara panas basah dengan suhu antara 60.--100 C.
4. Berkaitan dengan klaim nomer 2b, yang disebut dengan pendingin tambahan (auxiliary cooler) mempunyai a) Masukan berupa udara pengering dengan suhu antara 60-100 C dari kamar pengering, b) Proses pendinginan dengan udara luar yang ditiupkan dan sebuah kipas (fan), c) Hasil berupa udara basah agak dingin dengan suhu antara 30-70 C. 5. Berkaitan dengan klaim nomer 2c, yang disebut dengan pengembun udara (condenser) mempunyai a) Masukan berupa udara basah agak dingin dengan suhu antara 30-70 C dari pendingin tambahan, b) Suhu minimum 0 C untuk mendinginkan udara basah agak dingin, sehingga uap air yang dikandung oleh udara tersebut akan terembunkan, c) Drainase khusus untuk mengalirkan embunan ke teinpat penampungan. d) Tempat penampungan embunan. e) Hasil yang berupa udara dingin kering dengan suhu minimum 4 C. 6. Berkaitan dengan klaim nomer 2d, yang disebut dengan peniup udara (blower) digunakan untuk mengalirkan udara dingin kering ke alat pemanas udara (heater) untuk memulai siklus berikutnya. 7. Metode pengeringan ini mempunyai prinsip hemat energi. 8. Berkaitan dengan klaim nomer 7, hemat energi dilakukan dengan menggunakan heat pump sebagai perangkat penggerak (moving device) bagi proses pengeringan ini. 9. Berkaitan dengan klaim nomer 8, yang disebut dengan heat pump yang dipakai adalah sejenis alat pendingin kompresi uap (vapor compression refrigeration type device). 10. Berkaitan dengan klaim nomer 9, sisi pendingin (pengambil panas) dari heat pump digunakan untuk mendinginkan pada pengembun udara (condenser), panas yang diambil dengan suhu antara 70-110 C akan dibawa oleh fluida kerja (refrigerant), panas ini bersama dengan panas yang terkonversi dari energi mekanik kompresor heat pump akan dilepaskan oleh sisi pelepas panas dari heat pump ke pemanas udara untuk memanaskan udara kering yang akan masuk ke kamar pengering.
Abstrak METODE PENGERINGAN HEMAT ENERGI Penemuan ini berkaitan dengan metode pengeringan yang hemat energi dengan menggunakan heal pump sebagai perangkat penggerak (moving device) bagi proses pengeringan ini. Metode ini terdiri dari proses pengeringan dengan kamar pengering (drying chamber), proses pendinginan di dalam pendingin tambahan (auxiliary cooler), pengembunan dengan perigembun (condenser), aliran udara dengan menggunakan peniup udara (blower) dan pemanasan dengan pemanas (heater). Untuk menjaga kekeringan dari bahan-bahan yang sudah dikeringkan, maka kontak dengan udara lingkungan harus ditiadakan. Oleh karena itu proses pengeringan ini dilakukan dengan menggunakan siklus tertutup. Gambar 1. Diagram skematik rancangan metode pengeringan hemat energi berbasis heat pump dengan siklus udara pengering tertutup
Gambar 2. Penyerderhanaan diagram skematik rancangan metode pengeringan hemat energi berbasis heat pump dengan siklus udara pengering tertutup
PUSTAKA Anonim, 2001, Petunjuk Prosedur Pengajuan Paten, Departemen Kehakiman dan HAM, Jakarta. Nasir, M., 1985, Metodologi Penelitian, Ghalia Indonesia, Jakarta Sukandarrumidi, 2000, Metodologi Penelitian, Jurusan Teknik Fisika FT-UGM, Yogyakarta