Uil PENAMPILAN KOLEKTOR PLAT DATAR DENGAN MED[Ih PENVlMPAN AIR UMTUK PENGERlNGAN SELAl PISANG Oleh L A F A M T O R O F 22. 1338 1992 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR B O G O R
IRFANTORO ( F 22 1338 ). U j i Penampilan Kolektor Plat Datar Dengan Media Penyimpan Air Untuk Pengeringan Selai Pisang. ( D i bawah bimbingan Dr. H. Kamaruddin Abdullah, MSA ) RINGKASAN Energi matahari adalah merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat dikembangkan di daerah tropis untuk bidang pertanian. Energi matahari ini bisa digunakan, antara lain untuk pengeringan dan pemanasan. Pengeringan adalah suatu proses yang penting untuk mengawetkan hasil panen sehingga dapat disimpan lebih lama. Untuk memanfaatkan energi panas matahari dalam proses pengeringan pisang, perlu diketahui besarnya radiasi yang sampai ke permukaan kolektor. Penelitian yang dilakukan disini adalah menentukan karakteristik sistem pemanas kolektor plat datar dengan tangki air penyimpan panas yang diujicobakan untuk proses pengeringan bahan pertanian. Rangkaian sistem keseluruhan terdiri dari kolektor, tangki air dan kotak pengering. Kolektor diletakkan menghadap Selatan dengan kemiringan sudut 6'. Hal ini dimaksudkan untuk mendapatkan iradiasi optimal untuk kolektor plat datar yang dibuat. Kolektor berfungsi untuk menangkap panas matahari dan panas ini dipindahkan ke ruang pengering. Pipa tembaga spiral Yang melekat pada plat penyerap akan menyerap panas yang tertampung dalam kotak kolektor. Panas dipindah ke fluida air yang ada dalam pipa, lalu disirkulasikan melalui pipa spiral
ke kotak pengering dan tangki penyimpan dengan bantuan pompa. D i dalam kotak pengering terjadi proses pemanasan udara. Rata-rata suhu air yang masuk ke tangki penyimpan panas adalah 43.5'~, suhu air yang keluar dari tangki 38.2 OC. Lalu yang melalui pertukaran panas antara air dengan udara pengering didapat suhu rata-rata udara dalam kotak pengering sebesar 41.4'~. Hasil pengujian kolektor dengan laju aliran fluida air 0.00083 kg/s didapatkan nilai koefisien kehilangan panas (UL) 6.89 w/m2 OC, bilangan Nusselt berkisar 1.58, bilangan Reynold berkisar antara 208.437 sampai 241..066,! nilai koefisien pindah panas lapisan antara 129.38 sampai 130.693, w/m2 OC, faktor pengambilan panas 0.48 dengan kondisi suhu lingkungan rata-rata 32.3'~, suhu plat kolektor 60.1'~. Efisiensi dari sistem pemanas air berkisar antara 11.07 % sampai 22.28 % dan efisiensi penggunaan panas 67.74 %. Alat yang dibuat mampu menurunkan kadar air pisang Ambon dari 75 % bb menjadi 37.61 % bb selama 19 jam. Hasil dari proses pengeringan pisang Ambon yang sebelumnya diberi perlakuan perendaman dalam Natrium bisulfit selama beberapa menit akan memberikan hasil akhir selai pisang lebih baik bila dibandingkan dengan tanpa perendaman terutama dalam penampakan warna.
UJI PENAHPILAN KOLEKTOR PLAT DATAR DENGAN MEDIA PENYIHPAN AIR UNTUK PENGERINGAN SELAI PISANG Oleh IRFANTORO F 22.1338 SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan HEKANISASI PERTMIAN, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor 3 1992 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UJI PENAHPILAN KOLEKTOR PLAT DATAR DENGAN HEDIA PENYIHPAN AIR UNTUK PENGERINGAN SELAI PISANG SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk nenperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan HEKANISASI PERTANIAN, Pakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleh I RPANTORO P 22.1338 Dilahirkan peda tanggal 3 April 1966 di Sakarta Tanggal lulus: 30 Desenber 1891 Disetujui, Bbdullah.liSB en Penbinbing
KATA PENGANTAR Dengan menyebut Nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang. Alhamdulillah dengan rasa syukur kehadhirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan hidayah-nya, maka skripsi ini dapat penulis selesaikan. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Dr. H. Kamaruddin Abdullah, MSA sebagai dosen pembimbing utama, 2. Dr. Ir. Atjeng M. Syarief,, MSAE sebagai dosen penguji, 3. Ir. M. Yamin dari Lab EEP yang telah menyediakan semua fasilitas selama penelitian, 4. Bapak-Ibu serta adik-adik yang telah memberikan dorongan moril dan memberikan bantuan selama penulis melakukan studi dan penelitian. Akhirnya kritik dan saran sangat penulis harapkan demi perbaikan tulisan selanjutnya. d Bogor, Januari 1992 Penulis
DAFTAR IS1 Halaman KATA PENGANTAR................ iii DAFTAR TABEL................. v i DAFTAR GAMBAR................. vii DAFTAR LAMPIRAN................ ix DAFTAR SIMBOL................. I. PENDAHULUAN.................. 1 11. TINJAUAN PUSTAKA A. POTENSI DAN PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI.. 3 B. PENGUMPULAN ENERGI MATAHARI........ 4 C. KOLEKTOR PLAT DATAR............ 5 1. Penutup Transparan........... 6 2. Penyerap Panas............. 7 3.Insulasi............... 8 D. PENYIMPANQ ENERGI PANAS.......... 11 E. TEORI PENGERINGAN............. 13 F. PEMBUATAN SALE PISANG........... 15 111. SISTEM PENGERINGAN A. KOLEKTOR DATAR............... 17 B. ANALISIS KESEIMBANGAN ENERGI TANGKI PENYIMPAN PANAS................... 22 C. ANALISIS PADA PENUKAR PANAS JENIS KOIL... 24 D. PENGERINGAN................ 26 x
IV. METODA PERCOBAAN A. PEMBUATAN KOLEKTOR............. 30 B. PEMBUATAN KOTAK PENGERING......... 30 C. PERALATAN PENGUJIAN............ 35 D. PENGUKURAN PARAMETER..... E. PROSEDUR PERCOBAAN............. 37 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENAMPILAN KOLEKTOR............ 38 B. PENAMPILAN SISTEM PEMANAS AIR... C. PENAMPILAN PENGERING............ 53 VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN............... 59 B. SARAN............... 60 LAMPIRAN................... 61 DAFTAR PUSTAKA............. 8 8 36 48
DAFTAR TABEL Halaman Tabei 1 Tabel 2 Tabel 3 Tabel 4 Bahan-bahan untuk penvimpanan energi panas 12 Hasil pengukuran suhu sistem pemanas air 39 Nilsi-nilai parameter perhitungan efisiensi 39 Hasil perhitungan pengujian karakteristik kolektor plat datar........... 44 Hasil perhitungan unjuk kerja sistem... 52 Beberapa sifat fisik air......... 62 Absorbsivitas dari berbagai permukaan terhadap radiasi thermal.......... 65 Hasil pengukuran suhu fluida, suhu kolektor, suhu pengering dan iradiasi....... 66 Hasii perhitungan karakteristik kolektor 74 Hasil pengukuran untuk proses pengeringan 8 0 Hasil perhitungan proses pengeringan... 81 Hasil perhitungan pendugaan suhu daiam tangki.................. 82 4
DAFTAR GAMBAR 'Gambar 1 Beberapa macam konf igurasi keping penyerap........... Gambar 2 Gambar 3 Gambar 4. Gambar 5. Pengumpulan surya dengan sistem tipe cairan dan sistem tipe udara. '.. Proses pengeringan pada kurva psikometrik................. Alat pengering tampak depan..... Penampang kolektor plat datar tampak atas................ Gambar 6. Tangki air penyimpan panas dan pompa penggerak f luida air... Gambar 7. Kotak pengering..... Gambar 8. Pipa tembaga spiral pada bagian dasar dari kotak pengering......... Gambar 9. Grafik suhu plat, suhu kolektor, suhu lingkungan dan suhu fluida air pada tanggal 29-11-1991.... Gambar 10 t Graf 'k suhu plat, suhu kolektor, suhu ling ungan dan suhu fluida air pada tanggal 30-11-1991.......... Gambar 13 Gambar 12 Gambar 13. Gambar 14. Grafik suhu plat, suhu kolektor, suhu lingkungan dan suhu f luida air pada tanggal 2-12-1991.......... Grafik suhu plat, suhu kolektor, suhu lingkungan dan suhu fluida air pads tanggal 3-12-1991.......... Kurva garis regresi efisiensi kolektor untuk sudut datang matahari antara jam 11.00-13.00............ Kurva garis regresi ef isiensi kolektor untuk sudut datang matahari antara jam 09.45-10.45 / 13.15-14.15..... vii