SKRIPSI ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING Oleh : I Nyoman Adi Sastrawan 1004305019 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016
i
ii
iii
iv
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING Oleh Pembimbing : I Nyoman Adi Sastrawan : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg ABSTRAKSI Untuk membantu pengrajin ata dalam menghadapi musim hujan, meningkatkan jumlah hasil produk anyaman, dan menjaga kualitas produksi yang dihasilkan, telah dibuat alat pengering yang memanfaatkan kompor biomassa sebagai sumber dari uap panasnya. Dimana untuk meningkatkan performansi alat pengering dilakukan pengujian dengan menggunakan type rak yang berbeda. Penelitian ini memakai bahan bakar briket sabut kelapa, dan dilakukan dengan memvariasikan type rak, yaitu menggunakan type rak plat datar dan type rak berlubang. Pengujian dilakukan sekali untuk satu type rak. Dalam pengujian ini, material yang dikeringkan adalah anyaman ata. Waktu untuk pengujian ini adalah 270 menit. Kemudian hasil dirata-ratakan untuk selanjutnya dilakukan perhitungan agar mendapatkan energi berguna (Ė use ), energi suplai (Ė in ), energi keluar cerobong (Ė LC ), energi keluar abu (Ė LA ), energi keluar kompor (Ė LTK ), energi keluar saluran penghubung (Ė LTS ), energi keluar ruang pengering (Ė LTP ). Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, variasi tipe rak plat datar dapat menghasilkan energi berguna (Ė use ) lebih baik daripada menggunakan type rak berlubang. Sedangkan energi yang terbuang (Ė loss ) dan energi masuk (Ė in ) lebih besar type rak berlubang daripada type rak plat datar. Kata Kunci :Analisa Energi, Tipe rak, Anyaman ata, Alat Pengering, Briket Sabut Kelapa. v
ENERGY ANALYSIS SYSTEM BASED FUEL DRYER WOVEN ATA COCONUT HUSK BRIQUETTES BY VARYING THE RAK TYPE DRYER Author Guidance : I Nyoman Adi Sastrawan : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT. Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg ABSTRACT To help artisans ata in the face of the rainy season, increase the number of results webbing products, and maintain the quality of the resulting production, has made a dryer that utilizes biomass stoves as a source of steam heat, Where to increase dryer performance testing using different types of shelves. The study used the coconut husk fuel briquettes, and carried out by varying the type of rack, that is using flat plate type rack and type perforated shelves. Testing is done once for one type of rack. The time for this test is 270 minutes. Then the results were averaged for further calculations in order to obtain useful energy (Ė use ), energy supply (Ė in ), energy out chimney (Ė LC ), energy out ash (Ė LA ), energy out stove (Ė LTK ), energy exit conduit (Ė LTS ), energy out of the drying chamber (Ė LTP ). From the results of tests and calculations have been carried out, various types of flat plate rack can generate useful energy (Ė use ) is better than using type perforated shelves. While energy is wasted (Ė loss ) and the incoming energy (Ė in ) larger type than the type of rack shelves perforated flat plate. Key word : analysis Energy, rack type, Webbing ata, Dryer, Fuel. vi
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan proposal skripsi yang berjudul : Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar Briket Sabut Kelapa Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering Dalam penyusunan proposal skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST, Masc, Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam penulisan proposal skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg, selaku Dosen Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini. 4. Bapak Si Putu Gunawan Tista, ST.MT, selaku koordinator Skripsi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 5. Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 7. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah membantu dalam penyelesaian proposal skripsi. 8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil maupun spiritual yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa proposal skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif vii
sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan proposal skripsi ini. Bukit Jimbaran,... Penulis viii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERSETUJUAN... iii LEMBAR PERNYATAAN... iv ABSTRAKSI... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB II LANDASAN TEORI... 5 2.1 Gambaran Umum Ata... 5 2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata... 5 2.2 Biomassa... 7 2.2.1 Sabut Kelapa... 8 2.2.2 Sabut Kelapa Sebagai Energi Alternatif... 9 2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan... 10 2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan... 10 2.3.2 Pepindahan Massa... 13 2.4 Perpindahan Panas... 14 2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi... 14 2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi... 15 2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi... 17 2.5 Udara Pengering... 18 2.5.1 Aliran Udara Pengering... 18 2.6 Kelembaban Udara... 18 2.7 Sistem Pengering Buatan... 19 2.8 Stack Effect... 20 2.9 Nilai Kalor... 20 2.10 Kesetimbangan Energi... 22 2.11 Laju Massa Bahan Bakar... 24 2.12 Performansi Pengeringan... 25 BAB III METODE PENELITIAN... 26 3.1 Tempat atau Lokasi Penelitian... 26 ix
3.2 Jumlah Populasi (variable)... 26 3.2.1 Variabel Terikat... 26 3.2.2 Variabel Bebas... 26 3.3 Alat dan Bahan... 27 3.3.1 Alat... 27 3.3.2 Bahan Penelitian... 33 3.4 Instalasi Penelitian..... 33 3.4.1 Pembuatan Briket Sabut Kelapa... 33 3.4.2 Bomb Calorimeter... 34 3.5 Rancangan Penelitian.... 37 3.5.1 Spesifikasi Alat... 38 3.5.2 Deskripsi Alat... 39 3.6 Diagram Alir Penelitian... 41 3.7 Metode Pengolahan Data..... 42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 43 4.1 Analisa Data..... 43 4.2 Data Hasil Pengamatan.... 43 4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar..... 44 4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang... 54 4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar Dan Rak Berlubang... 63 4.6 Distribusi Temperatur... 69 4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur... 72 BAB V PENUTUP... 74 5.1 Kesimpulan..... 74 5.2 Saran..... 74 DAFTAR PUSTAKA. 75 LAMPIRAN. 76 x
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan... 2 Gambar 2.1 Berbagai Bentuk Kerajinan Ata...... 5 Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata... 6 Gambar 2.3 Sabut Kelapa... 9 Gambar 2.4 T-V Diagram... 12 Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar... 15 Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konveksi Dari Permukaan Media Padat Ke Fluida Mengalir... 16 Gambar 2.7 Sistem pengeringan... 22 Gambar 3.1 Timbangan Digital... 28 Gambar 3.2 Kamera Digital... 28 Gambar 3.3 Thermokopel... 28 Gambar 3.4 Stopwatch... 29 Gambar 3.5 Korek Api... 29 Gambar 3.6 Minyak Tanah..... 30 Gambar 3.7 Alat Penghalus Sabut Kelapa... 30 Gambar 3.8 Alat Pencetak Briket... 31 Gambar 3.9 Kompor... 31 Gambar 3.10 Baskom... 32 Gambar 3.11 Panci... 32 Gambar 3.12 Alat Uji Bomb Calorimeter... 36 Gambar 3.13 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak Pengering Type Plat Datar... 37 Gambar 3.14 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak Pengering Type Kisi... 38 Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian... 41 Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk... 64 Gambar 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna... 65 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor... 66 Gambar 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran Penghubung... 67 Gambar 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Ruang Pengering.. 68 Gambar 4.6 Laju Energi Losses Pada Cerobong... 69 Gambar 4.7 Grafik waktu terhadap T in... 70 Gambar 4.8 Grafik waktu terhadap T out... 70 Gambar 4.9 Grafik waktu terhadap penurunan massa... 71 Gambar 4.10 Grafik Perbandingan distribusi temperatur... 72 xi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis Of Biomassa... 8 Tabel 4.1 Data hasil pengujian tipe rak plat datar... 43 Tabel 4.2 Data hasil pengujian tipe rak berlubang... 44 Tabel 4.3 Perbandingan data hasil pengolahan rak plat datar dan rak berlubang... 63 xii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Gambar rancangan alat... 77 Lampiran 2. Gambar pembuatan briket... 86 Lampiran 2. Gambar Pembuatan alat... 86 Lampiran 2. Gambar proses melapisi alat dengan material glasswool dan aluminium foil... 87 Lampiran 2. Gambar proses pembuatan pellet... 87 Lampiran 3. Gambar pengujian nilai kalor masing-masing bahan bakar.. 88 Lampiran 3. Gambar menimbang massa bahan bakar... 88 Lampiran 4. Gambar menimbang massa anyaman ata... 89 Lampiran 4. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan menggunakan plat datar... 89 Lampiran 5. Gambar proses memasukkan bahan bakar ke dalam kompor. 90 Lampiran 5. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan menggunakan tipe rak berlubang... 90 Lampiran 5. Tabel saturated water... 91 Lampiran 5. Hasilpengujian nilai kalor... 92 xiii
1