RANCANG BANGUN ALAT PENGERING TIPE TRAY (Tinjauan Waktu Pengeringan terhadap Jumlah Energi untuk Menurunkan Kadar Air Chip Ubi Jalar Kuning) Disusun untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Ahli Madya (D-III) pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Kurnia Aini 0613 3040 1059 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA JURUSAN TEKNIK KIMIA 2016 i
ii
iii
MOTTO Love what you do and do what you love. Don t listen to anyone else who tells you not to do it. You do what you want, what you love. Imagination should be the center of your life. (Ray Bradbury) Dan sebaik-baik manusia adalah orang yang paling bermanfaat bagi manusia (HR. Thabrani dan Daruquthni) Laporan Akhir ini kupersembahkan : Sang maha pencipta Allah SWT Nabi Muhammad Saw. Kedua Orang Tua-ku Almamater-ku iv
ABSTRAK RANCANG BANGUN ALAT PENGERING TIPE TRAY (TINJAUAN WAKTU PENGERINGAN TERHADAP JUMLAH ENERGI UNTUK MENURUNKAN KADAR AIR CHIP UBI JALAR KUNING) (Kurnia Aini, 2016, 47 Halaman, 8 Tabel, 13 Gambar, 4 Lampiran) Bahan pangan cepat mengalami proses pembusukan dikarenakan adanya aktivitas mikroba yang dipengaruhi oleh banyaknya kandungan air dalam bahan pangan. Untuk itu perlu dilakukan proses pengeringan agar mikroba dapat dicegah pertumbuhannya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengeringkan chip ubi jalar kuning dengan kadar air sesuai dengan SNI 01-4306-1996, menentukan laju pengeringan, dan konsumsi energi spesifik, serta mendapatkan kinerja alat pengering tipe tray. Penelitian ini difokuskan pada pengaruh waktu pengeringan terhadap % kadar air yang bebas, menentukan laju pengeringan, dan kinerja alat berdasarkan konsumsi energi spesifik. Parameter yang diuji pada penelitian ini berupa temperatur pengeringan 50 C dan 60 C dengan waktu pengeringan 2 jam; 2,5 jam; 3 jam; 3,5 jam; dan 4 jam. Hasil yang diperoleh dari penelitian yang paling efisien untuk temperatur pengeringan 50 C dengan waktu 4 jam % kadar air yang bebas sebesar 70,64% mendekati kandungan air kesetimbangan, sedangkan untuk temperatur pengeringan 60 C dengan waktu 3,5 jam % kadar air yang bebas sebesar 72,62% untuk laju pengeringan temperatur 50 C pada waktu 4 jam sebesar 0,084 kg/jam.m 2 sedangkan untuk laju pengeringan temperatur 60 C pada waktu 3,5 jam sebesar 0,005 kg/jam.m 2. Konsumsi energi spesifiklebih efisien pada temperatur pengeringan 50 C dengan waktu pengeringan 4 jam sebesar 13259,85 kj/kg sehingga pada penelitian ini didapatkan kesimpulan kinerja alat sebesar 63,01%. Kata Kunci: Pengering Tipe Tray, Chip, Ubi Jalar Kuning, Kadar Air, Konsumsi Energi Spesifik v
ABSTRACT DESIGN OF TRAY DRYER (OBSERVATION OF DRYING TIME TO TOTAL OF ENERGY TO REDUCE YELLOW SWEET POTATO CHIP S MOISTURE CONTENT) (Kurnia Aini, 2016, 47 Pages, 8 Tables, 13 Figures, 4 Appendixs) Food rapidly undergoes the process of decay due to microbial activity influenced by the amount of moisture content in food. It is necessary for the drying process so that the microbes growth can be prevented.the purpose of this research is to dry yellow sweet potato chips by moisture content based on Indonesian National Standard (SNI) 01-4306-1996, determine rate of drying, spesific energy consumed, and get the performance of tray dryer.this research is focused on the effect of the drying time of the percentage free water content, determining the rate of drying, and the performance tray dryer based on specific energy consumed.the parameters tested in this research of a drying temperature of 50 C and 60 C for 2 hours; 2.5 hours; 3 hours; 3.5 hours; and 4 hours of drying time. The results of the research for the most efficient drying temperature in 50 C by 4 hours of drying time, free moisture content was 70.64%, while for the drying temperature in 60 C in 3.5 hours, the percentage free moisture content of 72.62%.The rate of drying temperature in 50 C for 4 hours at 0,084 kg/hr.m 2 while the rate of drying temperature in 60 C for 3.5 hours 0,005 kg/hr.m 2.Specific energy consumed is more efficient at drying temperatures of 50 C with a drying time of 4 hours of 13259.85 kj /kg so in this researched was concluded performance of the tray dryer was 63.01%. Key Words: Tray Dryer, Chip, Yellow Sweet Potato, Moisture Content, Spesific Energy Consumed vi
KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbill alamin, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat dan karunia yang dilimpahkan-nya,penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir dengan judul Rancang Bangun Alat Pengering Tipe Tray (Tinjauan Waktu Pengeringan terhadap Jumlah Energi untuk Menurunkan Kadar Air Chip Ubi Jalar Kuning) tepat pada waktunya. Laporan ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam penyusunan laporan ini, penulis mendapatkan banyak bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: 1. Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Carlos R.S. S.T.,M.T., selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Adi Syakdani, S.T., M.T.,selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Ahmad Zikri, S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya 5. Ir. Siti Chodijah, M.T., selaku Pembimbing I Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Dr. Ir. Rusdianasari, M.Si., selaku selaku Pembimbing II Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Seluruh bapak/ibu dosen Teknik Kimia di Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Seluruh teknisi Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 9. Ibuku tercinta terima kasihatas kesabaran, dukungan dan doamu. 10. Almarhum Ayahku tercinta semoga tenang di Surga Allah vii
11. Seluruh keluarga besar atas restu, motivasi, bantuan moril, materi serta doa yang diberikan. 12. Seluruh teman-teman D-III Teknik Kimia angkatan 2013 di Politeknik Negeri Sriwijaya. 13. Teman Seperjuangan dalam melakukan rancang bangun alat dan penelitian di Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 14. Teman-teman kelas 6KF yang telah menjadi keluarga terbaik selama 3 tahun. Dengan penuh kesadaran diri dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa laporan akhir ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, penulis mengaharapkan kritik dan saran untuk menyempurnakan laporan ini. Semoga dengan adanya Laporan Akhir ini dapat berguna bagi kita semua, terutama bagi Bapak/Ibu dosen pengajar dan rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Juli 2016 Penulis viii
DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan... 3 1.3 Manfaat... 3 1.4 Rumusan Masalah... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Prinsip Pengeringan... 5 2.2 Jenis-Jenis Alat Pengering... 6 2.2.1 Rotary Drum Dryer... 6 2.2.2 Tray Dryer... 8 2.2.3 Spray Dryer... 10 2.3 Proses Pengeringan... 11 2.4 Mekanisme Pengeringan... 12 2.5 Metode Pengeringan... 13 2.5.1 Pengeringan Alami... 13 2.5.2 Pengeringan Buatan... 14 2.6 Ubi Jalar Kuning... 15 2.6.1 Kandungan Air Bahan Pangan... 19 2.7 LPG sebagai bahan bakar... 21 2.7.1 Proses Pembakaran dan Perpindahan Panas... 21 2.7.2 Proses Perpimdahan Panas... 22 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pendekatan Desain Fungsional... 25 3.2 Pendekatan Desain Struktural... 28 3.2.1 Pembuatan Alat Pengering Tipe Tray... 28 3.2.2 Pembuatan Alat Pengering Tenaga Surya... 29 3.2.3 Merangkai Alat... 29 3.3 Pertimbangan Percobaan... 29 3.3.1 Waktu dan Tempat... 29 3.3.2 Bahan dan Alat... 29 3.3.3 Perlakuan... 31 3.4 Pengamatan... 31 3.5 Prosedur Percobaan... 32 3.5.1 Pembuatan Alat Pengering Tipe Tray... 32 3.5.2 Merangkai Alat... 33 v vi vii ix xi xii xiii ix
3.5.3 Prosedur Percobaan Penelitian... 33 3.5.4 Penentuan Kadar Air... 34 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian... 36 4.1.1 Rancangan Alat Pengering Tipe Tray... 36 4.1.2 Kadar Air terhadap Waktu Pengeringan... 37 4.1.3 Laju Pengeringan terhadap Waktu Pengering... 38 4.1.4 Spesific Energy Consumption terhadap Waktu Pengeringan... 39 4.2 Pembahasan... 39 4.2.1 Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Kadar Air... 39 4.2.2 Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Laju Pengeringan 41 4.2.4 Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Spesific Energy Consumed... 42 4.2.5 Efesiensi Alat Pengering Tipe Tray... 44 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 45 5.2 Saran... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46 LAMPIRAN... 48 x
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Spesifikasi Persyaratan Khusus Komoditas Ubi Jalar... 18 2. Syarat Mutu Keripik Ubi Jalar... 18 3. Komposisi Kimia Ubi Jalar per 100 gram Bahan... 19 4. Komposisi LPG... 21 5. Spesifikasi Alat Pengering Rancang Bangun Penelitian... 29 6. Hasil Perhitungan Kadar Air yang Bebas... 38 7. Hasil Perhitungan Laju Pengeringan... 38 8. Hasil Perhitungan Spesific Energy consumed... 39 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Contoh Rotary Drum Dyer... 8 2. Contoh Tray Dryer... 10 3. Contoh Spray Dryer... 11 4. Contoh Ubi Jalar Kuning... 16 5. Rancangan Alat Pengering... 25 6. Rancangan Alat Pengering Tampak Depan... 26 7. Rancangan Alat Pengering Tampak Atas... 26 8. Rancangan Alat Pengering Tampak Samping... 27 9. Diagram Alir Rancang Bangun Alat Pengering... 34 10. Diagram Alir Prosedur Penelitian... 35 11. Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Kadar Air yang Bebas... 40 12. Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Laju Pengeringan... 41 13. Pengaruh Waktu Pengeringan terhadap Spesific Energy Consumed... 43 xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman I. Data Hasil Pengamatan... 48 II. Perhitungan... 53 III. Dokumentasi... 88 IV. Surat-Surat... 98 xiii