ARTIKEL ILMIAH

APLIKASI MODEL WEN & YU DAN KUNII UNTUK MEMPELAJARI KECEPATANMINIMUM FLUIDISASI DAN PERUBAHAN TEKANAN PADA PENGERINGAN JAGUNG

DENGAN FLUIDIZED BED DRYER

OLEHYUNI ASTUTIC1J 011 088

FAKULTAS TEKNOLOGI PANGAN DAN AGROINDUSTRIUNIVERSITAS MATARAM

2015

APLIKASI MODEL WEN & YU DAN KUNII UNTUK KECEPATAN MINIMUM FLUIDISASIDAN PERUBAHAN TEKANAN PADA PENGERINGAN JAGUNG DENGAN FLUIDIZED

BED DRYER

Application Of Wen & Yu and Kunii Model to Determine Minimum Fluidization Velocity AndPressure Drop On Drying Corn Fluidized Bed Dryer

Yuni Astuti1, Sukmawaty2, Rahmat Sabani21Mahasiswa Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri

Universitas Mataram2 Staf Pengajar Program Studi Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri

Universitas Mataram

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari model kecepatan minimum fluidisasi (Umf)dan mengetahui perubahan tekanan pengeringan jagung dengan sistem Fluidized BedDryer. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode eksperimental dengan parameterpenelitian terdiri dari bilangan Reynold, massa bahan, massa jenis bahan, massa jenisfluida, tinggi bed, kecepatan udara, suhu, porositas, dan tekanan. Instrumen utamayang digunakan dalam pengumpulan data yaitu anemometer, light meter, termometer, dantimbangan analitik. Adapun bahan penelitian yang digunakan adalah jagung dengan kadarair antara 28-29%. Analisis data dilakukan menggunakan model Wen dan Yu dan Kunii,perubahan tekanan juga ditetapkan dalam penelitian ini. Hasil penelitian menunjukkanbahwa Bilangan Reynold untuk pengeringan jagung dengan sistem Fluidized Bed Dryerdidapatkan sebesar Re=35244,42 pada bagian bawah saringan dan Re=36307,39 padabagian atas saringan, yang menunjukkan terjadi aliran turbulen. Didapatkan Umf secaraberurut sebesar 0,156 m/detik dan 2,93 m/detik di bawah saringan dengan tekanan61,1081572 kg/m2. Sedangkan untuk Umf di atas saringan didapatkan sebesar 0,158m/detik dan 2,94 m/detik dengan tekanan 61,0628583 kg/m2. Selain itu, didapatkan pula nilaiUmf aktual sebesar 2,7 m/detik.Kata Kunci: Fluidized Bed Dryer, Kecepatan Minimum Fluidisasi, Pengeringan Jagung.

ABSTRACT

Aims of this research were to study model of minimum fluidization velocity and to studypressure change on drying corn process using Fluidized Bed Dryer system. Method of thisresearch was experimental method using parameters consist of Reynold number, corndensity, fluid density, height of bed, air velocity, temperature, porosity, and pressure.Instrument used to collect data were anemometer, light meter, thermometer, analytic scale.Material used in this research was corn with water density approximately 28%-29%. Datawere analyzed using Wen & Yu and Kunii Method and pressure change was alsodetermined. Results showed that Reynold number below and above the filter on FluidizedBed Dryer system respectively were Re=35442.42 and Re=36307.39, that showedturbulent flow. Moreover obtained Umf below the filter sequentially were 0.156 m/secand 0.2.93 m/sec at pressure 61.1081572 kg/m2 were as Umf above the filtersequentially were 0.158 m/sec and 2.4 m/sec at pressure 61.0628583 kg/m2.Furthermore, actua; Umf velue determined as 2.7 m/sec.

KeywordS :Fluidized Bed Dryer, Minimum Fluidization Velocity, Corn Drying.

PENDAHULUANPengeringan merupakan proses

awal dalam penanganan pasca panenhasil pertanian dengan tujuan untukmengurangi kadar air bahan hingga padakadar air tertentu, supaya dapat memutusdaur hidup mikroorganisme yang dapatmerusak bahan sehingga umur simpanlebih lama.

Beberapa alat dan mesin pertanian telah dikembangkan untuk mencapaitujuan tersebut, salah satunya FluidizedBed Dryer. Dimana fluida berupa udarabergerak sebagai media pengering bahan.Dalam proses pengeringan tersebutterdapat istilah fluidisasi.

Fluidisasi didefinisikan sebagaisuatu operasi dimana hamparan zat padatdiperlakukan seperti fluida yang adadalam keadaan berhubungan dengan gasatau cairan. Di dalam kondisi ini, gayagravitasi pada butiran-butiran zat padatdiimbangi oleh gaya seret dari fluida yangbekerja padanya. Bila zat cair atau gasdilewatkan melalui lapisan hamparanpartikel pada kecepatan rendah, partikelitu tidak bergerak. Jika kecepatan fluidaberangsur-angsur naik, partikel ituakhirnya akan mulai bergerak danmelayang di dalam fluida, sertaberperilaku seakan-akan seperti fluidarapat(Winaya, I.N.S., 2010).

Fluidisasi adalah metodepengkontakan butiran - butiran padatdengan fluida, baik cair maupun gasdalam suatu kolom yang berisi sejumlahpartikel padat dengan mengalirkan fluidadari bawah ke atas. Menurut Geldart(1973) klasifikasi partikel didefinisikandalam empat macam partikel atas dasarsifatnya terhadap fluidisasi yaitu partikelgrup A antara lain cracking catalyst,partikel grup B yaitu pasir kuarsa, partikelgrup C contohnya semen dan terigu danpartikel besar atau partikel grup D antaralain beras, biji jagung dan biji kopi(Widayati, 2010).

Pemahaman tentang sistemmerupakan kebutuhan mendasar jika inginmelakukan pemodelan simulasi ataupunpengaplikasian metode analitis, karena

pendekatan yang dipakai untukmemecahkan masalah adalah pendekatansistem yaitu suatu pendekatan holistikterhadap suatu persoalan. Melakukanpemodelan adalah suatu cara untukmempelajari sistem dan model itu sendiridan juga bermacam-macam perbedaanperilakunya(Ekoanindiyo, 2011).

Model matematis yangmenggambarkan sistem sebagaihubungan yang logis dan kuantitatif yangkemudian dapat dimanipulasi dan diubahuntuk mengetahui bagaimana modelbereaksi. Dalam sistem fluidized beddryer, beberapa model matematik yangsudah umum digunakan untuk melihatprilaku alat. Alat dengan udara panasyang dihembuskan dari bawah ke atasuntuk memfluidisasi bahan yang akandikeringkan. Akan tetapi belum diketahuikecepatan terkecil yang digunakan untukdapat memfluidisasi bahan denganbatasan tertentu. Berapa besar tekananyang dibutuhkan untuk dapatmemfluidisasi bahan dengan fluidized beddryer. Untuk itu penting dilakukanpengujian atau aplikasi beberapa modeluntuk melihat perilaku dari alat

METODE PENELITIAN

Metode penelitian yaitueksperimental di laboratorium. Penelitianini dilakukan dengan beberapa tahapanyaitu persiapan sampel, pemasanganluffmeter, penelitian pendahuluan, danpenelitian.

Tahapan awal yaitu persiapansampel, dimana sampel yang disiapkanyaitu jagung yang sudah dipipil dengankadar air antara 28-29%.

Tahapan kedua penelitian ini yaitupemasangan alat Luffmeter, supaya dapatdigunakan untuk mengetahui besarnyatekanan pada proses pengeringan jagung.

Tahapan ketiga pada penelitian inidengan melakukan penelitianpendahuluan untuk mengetahui kondisialat fluidized bed dryer dan alat luffmetersebagai pengukur tekanan dalam kondisibaik. Pada penelitian pendahuluan juga

ditujukan untuk mengetahui bilanganreynold pada sistem fluidized bed dryersehingga dapat diketahui jenis aliran padasistem tersebut beserta model yang akandigunakan.

ℜmf=dp . ρf .Umf

μ f

Tahapan terahir yaitu penelitian,ada 2 model yang digunakan untukmengetahui besarnya Umf yaitu modelWen and Yu yang sudah umum digunakanuntuk memprediksi Umf pada partikelyang ukuran besar dengan Re>1000, danmodel Ergun yang diturunkan Kunii.

Model yang diturunkan Kunii :

U 2mf=∅ dp2( ρs− ρf )1,75 ρf

g . ε3mf

Model Wen and Yu :

U 2mf=d p( ρs−ρ f )24,5 ρf

g

Untuk menentukan perubahantekanan dengan mengunakan :∆ Pmf=Lmf (1−εmf ) (ρs−ρf )

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kecepatan Minimum Fluidisasi(Umf) diRuang Pengering Dan Ruang Di BawahSaringan Pada Sistem Fluidized BedDryer

Fluidisasi terjadi ketika partikel-partikel padat mulai terambang dalamaliran fluida ke atas. Akan tetapi tidaksampai terbawa keluar dari tabung. Dalamkondisi fluida mengalir ke atas, adakecepatan yang dibutuhkan untukmengalir dan memfluidisasi partikel padatyang disebut kecepatan minimumfluidisasi (Umf) yaitu saat kecepatan aliranfluida diperbesar sehingga tercapaikecepatan minimum dimana gaya seretfluida lebih besar atau sama dengan gayaberat partikel-partikel padatan (jagung).Umf ditentukan oleh bilangan reynold.

Berdasarkan hasil eksperimenbesarnya bilangan reynold dalam sistemFluidized Bed Dryer ini untuk pengeringanjagung yaitu Re sebesar 35244,42 saat dibawah saringan dan Re sebesar 36307,39saat di ruang pengering. BilanganReynold tersebut sudah lebih dariRe>1000 sehingga dalam sistemFluidized Bed Dyer merupakan fluidisasiturbulen.

Kecepatan minimum fluidisasi(Umf) merupakan kecepatan minimumyang dibutuhkan untuk memfluidisasipartikel padat dalam hal ini jagung.Berdasarkan bilangan reynold padasistem tersebut, sehingga Umf dapatditentukan secara teoritis denganmenggunakan persamaan Wen and Yudan persamaan Ergun yang diturunkanKunii. Besarnya Umf secara teoritis denganmodel Wen and Yu. MenurutSenadeera(2006) bahwa untuk berbagaisistem itu ditemukan bahwa nilai

1∅ εmf

3≡14 pada persamaan (Wen

and Yu, 1966) dan secara umumpersamaan Wen and Yu dapat digunakanuntuk memprediksi Umf untuk partikelyang lebih besar ketika Re>1000.Diketahui bahwa kecepatan minimumfluidisas (Umf) secara teoritis denganmenggunakan persamaan Wen and Yuketika di bawah saringan sebesar 2,93m/detik kemudian mengalir di atassaringan (ruang pengering) dengankecepatan 2,94 m/detik Dengankecepatan 2,94 m/detik sudah dapatmemfluidisasikan jagung dalam ruangpengering. Jadi berdasarkan persamaanWen and Yu kecepatan terkecil yangdigunakan untuk dapat memfluidisasijagung sebesar 2,93 m/detik di bawahsaringan dan 2,94 m/detik di atassaringan. Sedangkan Umf teoritis berda-sarkan persamaan yang diturunkan kunii,besarnya kecepatan di bawah saringansebesar 0,156 m/detik dan 0,158 m/detikdi atas saringan yang artinya bahwa

kecepatan terkecil yang digunakan dandibutuhkan untuk dapat memfluidisasijagung dengan sistem Fluidized BedDryer adalah sebesar 0,156 m/detik daribawah saringan dan 0,158 m/detik didalam ruang pengering.

Perubahan Tekanan(Pressure Drop) diRuang Pengering dan Di bawahSaringan pada Sistem Fluidized BedDryer

Menurut Christian (2008), bila gasdilewatkan melalui hamparanpartikel group A, B, atau D, gesekan(friction) menyebabkan terjadinyapenurunan tekanan (pressure drop).Ketika kecepatan gas dinaikkanpenurunan tekanan meningkat sampaibesar penurunan tekanan tersebut samadengan berat hamparan(bed) dibagidengan luas penampangnya. Ketikakecepatan gas dinaikkan lagi makaturbulensi aliran juga meningkat.

Berdasarkan hasil eksperimenbahwa besarnya perubahan tekanan padasaat terjadi minimum fluidisasi dapatdilihat pada Tabel 1 di bawah ini :

Berdasarkan Tabel 1 bahwaperubahan tekanan saat terjadi minimumfluidisasi sebesar 61,1081572 Pa dibawah saringan, sedangkan di atassaringan sebesar 61,0628583 Pa yangberarti bahwa tekanan tersebut adalahtekanan minimum yang dibutuhkan untukdapat memfluidisasikan jagung padaruang pengering.

Adapun berdasarkan eksperimenyang dilakukan dengan memfluidisasijagung selama 1 jam, 2 jam, dan 3 jambesarnya perubahan tekanan berdasarkanTabel 1 di atas dapat diketahui ketika dibawah saringan saat terjadi minimumketika terfluidisasi 1 jam sebesar59,53704371 Pa, terfluidisasi selama 2jam sebesar 61,06358220 Pa danterfluidisasi selama 3 jam sebesar61,05873241 Pa. Sementara perubahantekanan saat di atas saringan(ruangpengering) ketika terfluidisasi selama 1jam sebesar 61,06363334 Pa, kemudiansaat terfluidisasi selama 2 jam sebesar61,06350687 Pa, dan ketika terfluidisasiselama 3 jam sebesar 61,05805122 Pa.

Perbandingan Kondisi Teoritis denganKondisi Aktual

a. Kondisi Aktual pada Saat Minimum Fluidisasi

Untuk fluidisasi partikel basah,penurunan tekanan pada bed setelah titikfluidisasi minimum tidak konstan, namunsecara bertahap meningkat denganmeningkatnya kecepatan gas.

Tabel 1. Perubahan Tekanan(Pressure Drop) secara Teoritis

Tabel 2. Kondisi Aktual Kecepatan dan Perubahan Tekanan saatTerfluidisasi

Kondisi Tekanan (Pa)Umf 1 jam 2 jam 3 jam

Di bawah saringan 61,1081572 59,53704371 61,06358220 61,05873241

Di atas saringan 61,0628583 61,06363334 61,06350687 61,05805122

Diam Terfluidisasi

U (m/detik.) P (kg/m2) Umf(m/detik.) P (kg/m2)Di bawah saringan 1,48 34,882 2,58 38,352Di atas saringan 1,6 33,456 2,64 36,924

Pada awal fluidisasi, tidak semuapartikel terfluida karena adanyakecenderungan bahan untuk salingmengikat. Biasanya, lapisan atas dari bedmulai fluidisasi ketika lapisan bawahmasih stasioner. Dengan demikian,penurunan tekanan bed adalah lebihbesar dari tekanan bahan atau setaradengan berat bahan dibagi dengan luaspenampang (Shahrul, 2002).

Kondisi aktual untuk perubahantekanan, kecepatan minimum fluidisasi(Umf) serta kondisi tekanan dankecepatan sesaat sebelum terfluidisasi(diam) dapat dilihat pada tabel 2.Diketahui bahwa sesaat sebelumterfluidisasi kecepatannya (U) sebesar1,48 m/detik dengan tekanan 34,882kg/m2 di bawah saringan sedangkankecepatan saat terjadi fluidisasi (Umf)sebesar 2,58 m/detik dengan tekanan38,352 kg/m2.

Sementara ketika di ruangpengering (di atas saringan), sesaatsebelum terfluidisasi kecepatannya (U)sebesar 1,6 m/detik dengan tekanansebesar 33,456 kg/m2. Pada saatterfluidisasi kecepatan (Umf) di ruangpengering sebesar 2,64 m/detik dengantekanan 36,924 kg/m2.

b. Kondisi Aktual Selama Terfluidisasi

Tabel 3. Kondisi Aktual Selama Terfluidisasi

Tekanan(kg/m2)

1 jam 2 jam 3 jamDiBawahsaringan

35,19 29,7075 35,117

Di atassaringan

24,786

15,555 4,864

Berdasarkan Tabel 3 dapatdiketahui besarnya perubahan tekanansecara berurut dari 1 jam, 2 jam dan 3 jampada percobaan di bawah saringan yaitu35,19 kg/m2, 29,7075 kg/m2 dan 35,117kg/m2. Sedangkan perubahan tekanan diatas saringan secara berurut juga sebesar

24,786 kg/m2, 15,555 kg/m2, dan 4,864kg/m2. Dari hasil eksperimen diketahuibahwa di bawah saringan perubahantekanannya tidak konstan, sementara diruang pengering (di atas saringan)tekanan terus menurun. Hal ini dapatdidukung dengan pernyataan Christian(2008) bahwa apabila gas dilewatkanmelalui hamparan partikel group A, B,atau D, gesekan (friction) menyebabkanterjadinya penurunan tekanan (pressuredrop). Ketika kecepatan gas dinaikkanpenurunan tekanan meningkat sampaibesar penurunan tekanan tersebut samadengan berat hamparan (bed) dibagidengan luas penampangnya.

c. Karakteristik Fluidisasi pada Sistem Fluidized Bed Dryer

Karakteristik Unggun terfluidisasibiasanya dinyatakan dalam bentukgrafik antara penurunan tekanan(Pressure Drop) dan kecepatan(U). Untuk melihathal tersebut digunakan eksperimendengan memfluidisasikan jagung selama1 jam dan 2 jam, hubungan tersebut dapatdilihat pada tabel di bawah ini :Tabel 4. Hubungan Kecepatan Dengan

Tekanan Aktual SelamaTerfluidisasi 1 Jam Di BawahSaringan.

Kecepatan(m/detik.)

Tekanan(kg/m2)

Diam UmfTerfluidisasi

1,482,582,62,62,72,7

34,88438,35237,7437,7435,729,58

Berdasarkan Tabel 4 tersebutdapat dilihat karakteristik fluidisasi denganadanya hubungan antara kecepatandengan tekanan pada gambar Grafik 1.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

log U

Log P

Gambar 1. Kurva Karakteristik Fluidisasi 1jam di bawah saringan

Berdasarkan grafik pada Gambar1, dapat dilihat hubungan kecepatandengan tekanan. Kecepatan aliransebelum tercapai tekanan minimumfluidisasi sebesar 1,48 m/detik dengantekanan 34,884 kg/m2, kemudiankecepatan meningkat menjadi 2,58m/detik ketika terjadi tekanan minimumfluidisasi sebesar 37,74 kg/m2. Ini artinyabahwa kecepatan 2,58 m/detik merupakankecepatan terkecil yang digunakan untukterjadinya fluidisasi jagung dengantekanan saat Umf sebesar 37,74 kg/m2.Selama fluidisasi, kecepatan meningkathingga 2,7 m/detik namun tekananmengalami penurunan selama fluidisasi.Selanjutnya hubungan antara kecepatandan tekanan di bawah saringan yangterfluidisasi selama 2 jam, dapat dilihatpada tabel 5.Tabel 5. Hubungan kecepatan dengan

tekanan aktual selamaterfluidisasi selama 2 jam dibawah saringan.

Kondisi Kecepatan(m/detik)

Tekanan(kg/m2)

DiamUmfTerfluidisasi

1,482,582,62,62,7

34,88438,35237,7437,7435,7

2,72,72,72,72,7

32,6429,5828,5619,3816,32

Berdasarkan Tabel 5 dapat dilihathubungan antara kecepatan dengantekanan pada gambar 2.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

Log U

Log P

Gambar 2. Kurva Karakteristik Fluidisasi 2jam di bawah saringan.

Berdasarkan Gambar 2 dapatdilihat hubungan kecepatan dengantekanan. Kecepatan sesaat sebelumterjadi tekanan minimum fluidisasi samadengan ketika fluidisasi selama 1 jamyaitu sebesar 1,48 m/detik, dengantekanan 34,884 kg/m2, kemudiankecepatan meningkat menjadi 2,58m/detik ketika terjadi tekanan minimumfluidisasi sebesar 37,74 kg/m2. Ini artinyabahwa kecepatan 2,58 m/detik merupakankecepatan terkecil yang digunakan untukmemfluidisasi jagung dengan tekanansaat Umf sebesar 37,74 kg/m2.Selanjutnya selama terfluidisasikecepatan meningkat hingga 2,7 m/detiknamun tekanan mengalami penurunanselama fluidisasi hingga mencapai 16,32kg/m2.

Hubungan kecepatan dantekanan di atas saringan baik yang

fluidisasi selama 1 jam maupun 2 jamdapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Hubungan Kecepatan DenganTekanan Aktual selamaterfluidisasi 1 jam di atassaringan

Kondisi Kecepatan(m/detik)

Tekanan(kg/m2 )

Diam UmfTerfluidisasi

1,62,642,62,62,72,7

33,45636,92430,623,4618,3616,32

Berdasarkan Tabel 6 dapat dilihathubungan antara kecepatan dengantekanan pada grafik 3.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

Log U

Log P

Gambar 3. Kurva Karakteristik Fluidisasi 1jam di atas saringan.

Dari Gambar 3 dapat dilihatbahwa selama 1 jam fluidisasi, tekanan didalam ruang pengering (di atas saringan)cenderung menurun. Kecepatan sesaatsebelum terjadi tekanan minimumfluidisasi yaitu sebesar 1,6 m/detik dengantekanan 33, 456 kg/m2, kemudiankecepatan meningkat menjadi 2,64

m/detik ketika terjadi tekanan minimumfluidisasi dengan tekanan 36,924 kg/m2.Ini artinya bahwa kecepatan 2,64 m/detikmerupakan kecepatan terkecil yangdigunakan untuk terjadinya fluidisasijagung di dalam ruang pengering dengantekanan saat Umf sebesar 36,924 kg/m2.Selama terfluidisasi kecepatan meningkathingga 2,7 m/detik namun tekananmengalami penurunan selama fluidisasihingga mencapai 16,32 kg/m2.

Kemudian karakteristik fluidisasidapat dilihat juga dengan mengamatihubungan antara kecepatan dengantekanan selama terfluidisasi 2 jam padaTabel 7.Tabel 7. Hubungan Kecepatan Dengan

Tekanan Aktual selama terfluidisasi 2 jam di atas

saringan Kondisi Kecepatan

(m/detik)Tekanan(kg/m2)

Diam UmfTerfluidisasi

1,62,642,62,62,72,72,72,72,72,7

33,45636,92430,623,4619,3818,3615,38,166,123,06

Berdasarkan Tabel 7 dapat dilihathubungan antara kecepatan dengantekanan pada Grafik 4.

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

Log U

Log P

Gambar 4. Kurva Karakteristik Fluidisasi 2Jam Di Atas Saringan

Dari Gambar 4 dapat dilihatbahwa selama 2 jam terfluidisasiKecepatan sesaat sebelum terjaditekanan minimum fluidisasi sama denganketika terjadi fluidisasi selama 1 jam, yaitusebesar 1,6 m/detik dengan tekanan33,456 kg/m2. Kecepatan meningkatmenjadi 2,64 m/detik, ketika terjadiminimum fluidisasi dengan tekanan36,924 kg/m2. Ini artinya bahwa kecepatan1,6 m/detik merupakan kecepatan terkecilyang digunakan untuk terjadinya fluidisasijagung di dalam ruang pengering dengantekanan saat Umf sebesar 36,924 kg/m2.Selama fluidisasi kecepatan meningkathingga 2,7 m/detik namun tekananmengalami penurunan selama fluidisasihingga mencapai 3,06 kg/m2.

Hal ini sesuai dengan yangdinyatakan Satrio (2008) tentangkarakteristik Fluidized Bed. Selain itu,Gambar 1, 2, 3 dan 4 juga dapatdikatakan sesuai dengan karakteristikfluidisasi berdasarkan pernyataan dariChristian (2008) bahwa bila gasdilewatkan melalui hamparan partikelgroup A, B, atau D (salah satunya ja-gung), gesekan (friction) menyebabkanterjadinya penurunan tekanan (pressuredrop).

Ketika kecepatan gas dinaikkanpenurunan tekanan meningkat sampaibesar penurunan tekanan tersebutsamadengan berat hamparan (bed) dibagidengan luas penampangnya.

Untuk fluidisasi partikel basah,penurunan tekanan bed setelah titikfluidisasi minimum tidak konstan, namunsecara bertahap meningkat denganmeningkatnya kecepatan gas. Pada awalfluidisasi, tidak semua partikel terfluidakarena adanya kecenderungan bahanuntuk saling mengikat. Biasanya, lapisanatas bed mulai fluidisasi ketika lapisanbawah masih stasioner. Gas dengankecepatan rendah melalui bed pada saatpartikel diam. Ketika kecepatan gasmeningkat, penurunan tekanan di lapisanpartikel meningkat sebanding dengankecepatan gas sampai penurunantekanan mencapai setara dengan beratbed dibagi dengan luas permukaan bed(Shahrul, 2002).,

d. Perbandingan Kondisi Teoritis Dengan Aktual

Untuk mengetahui kesesuaianantara teori atau model yang digunakandengan kondisi aktual maka perludibandingkan hasil secara teoritis denganhasil aktual. Berdasarkan hasileksperimen, perbedaan antara kondisiteoritis dengan aktual untuk kecepatanminimum fluidisasi dapat dilihat padalampiran 14. Untuk persentase kesalahanmodel dapat dilihat pada tabel 8:

Berdasarkan Tabel 8 dapatdiketahui persentase kesalahan untukmodel Wen and Yu sebesar 11,88% dibawah saringan dan 10,14% di atassaringan.

Sedangkan untuk model Kuniipersentase kesalahannya sebesar93,95% di bawah saringan dan 94,003%di atas saringan. Model yang digunakanTabel 8. Persentase Kesalahan Model Untuk Umf

Wen and Yu Kunii

Selisih % Kesalahan Selisih % KesalahanDi Bawah Saringan 0,348 11,88 2,424 93,95Di Atas Saringan 0,30 10,14 2,482 94,003

untuk memprediksi Umf pengeringanjagung dengan sistem Fluidized Bed Dryerdengan model Wen and Yu, yang memilikipengaruh terhadap besarnya Umf yaitudiameter partikel, gravitasi, massa jenisfluida, massa jenis bahan, dan faktor

pengali 1

∅ εmf3≡14 , sebagai

pengganti dari porositas dan bentukpartikel. Sedangkan Model persamaanyang diturunkan Kunii yang memberikanpengaruh terhadap besarnya Umf yaitugravitasi, massa jenis fluida, massa jenisbahan, dan porositas unggun.

Selanjutnya berdasarkan hasileksperimen untuk tekanan, perbedaanantara kondisi teoritis dengan aktual dapatdilihat pada Tabel 9 sebagai berikut:

Berdasarkan Tabel 10 diketahuibahwa persentase kesalahan di bawahsaringan ketika terjadi minimum fluidisasisebesar 37,24 %, dan saat terfluidisasiselama 1 jam, 2 jam, dan 3 jam secaraberurut sebesar 40,89 %, 51 %, dan42,49%, sementara persentase kesalahandi atas saringan ketika terjadi minimumfluidisasi sebesar 39,53% dan saatterfluidisasi selama 1 jam, 2 jam dan 3jam secara berurut sebesar 59,41%,74,53% dan 92,03%. Jadi rata-ratapersentase kesalahan yang di bawahsaringan lebih kecil dibandingkan dengan

rata-rata persentase di atas saringan.Besarnya persentase kesalahan tersebutdisebabkan karena cara aplikasi modelyang kurang tepat.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatandan pembahasan, maka dapat ditarik

beberapa kesimpulan sebagai berikut :1. Bilangan Reynold untuk pengeringan

jagung dengan sistem Fluidized BedDryer sebesar Re = 35244,42 dibawah saringan dan Re = 36307,39 diatas saringan, sehingga aliran dalamsistem merupakan aliran turbulenkarena Re>1000.

2. Umf di bawah saringan dengan modelWen and Yu sebesar 2,93 m/detik,model Kunii sebesar 0,156 m/detikdengan tekanan sebesar 61,1081572kg/m2.

3. Umf di atas saringan dengan modelWen and Yu sebesar 2,94 m/detik,model Kunii sebesar 0,158 m/detikdengan tekanan sebesar 61,0628583kg/m2.

4. Umf berdasarkan model Wen and Yumendekati nilai Umf aktual, rata-rataUmf aktual sebesar 2,7 m/detik

5. Perubahan tekanan pada kondisiaktual sudah sesuai dengankarakteristik fluidisasi.

SARAN

Tabel 9. Perbandingan perubahan Tekanan antara Teoritis dengan Tekanan Aktual

Teoritis (kg/m2) Aktual (kg/m2)

Selisih P(kg/m2)

%kesalahan

Umf Di bawah saringan 61,10815722 38,352 22,76 37,24Di atas saringan 61,06285833 36,924 24,14 39,53

1 jam Di bawah saringan 59,53704371 35,19 24,35 40,89Di atas saringan 61,06363334 24,786 36,28 59,41

2 jam Di bawah saringan 61,06358220 29,7075 31,14 51,00Di atas saringan 61,06350687 15,555 45,51 74,53

3 jam Di bawah saringan 61,05873241 35,117 25,94 42,49Di atas saringan 61,05805122 4,864 56,19 92,03

Berdasarkan model yang sudahada, ada beberapa saran untuk penelitiselanjutnya antara lain :1. Untuk mengoptimalkan operasi alat

sistem Fluidized Bed Dryer padapengeringan jagung maka kecepatanudara dioperasikan di atas Umf.

2. Kecepatan Minimum Fluidisasi (Umf)untuk setiap partikel (bahan) berbeda-beda, sehingga disarankan untukdapat menentukan besarnya Umfjenis biji-bijian untuk tiap hasilpertanian dengan alat Fluidized BedDryer ini.

DAFTAR PUSTAKAChristian, H., 2008. Modifikasi Sistem

Burner. Fakultas TeknikUniversitas Indonesia. Diakses 2April 2015 pukul 21.03 WITA

Djoko, L.D., 2003. Model Matematik.Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.

Ekoanindiyo, A. F., 2011. PemodelanAntrian Dengan MenggunakanSimulasi. Fakultas TeknikUniversitas Stikubank Semarang.Junal Dinamika Teknik Vol. V. No.1 Januari 2011. Hal 72-85.Diakses 2 September 2015 pukul09.00 WITA

Firmansyah, I.U., S. Saenong, B. Abidin,Suarni, dan Y. Sinuseng. 2006.Proses Pascapanen UntukMenunjang Perbaikan Produk BijiJagung Berskala Industri DanEkspor. Laporan Hasil Penelitian,Balai Penelitian TanamanSerealia. Maros. p. 1-15. Diakses5 April 2015 pukul 22.23 WITA

Harriot, P., Smith, J.C., Warren L.M.,1999. Operasi Teknik Kimia jilid 2edisi 4. Penerbit Erlangga

Novandy, Arluky, 2015. PenentuanPressure Drop dan KecepatanMinimum Proses Fluidisasi padaReaktor Fixed Bed danRegenerator. Forum IPTEK. Vol13 nomor 03. Lembaran PublikasiIlmiah Pusdiklat Migas. Diakses19 April 2015 pukul 15.43 WITA

Nurtono, T., Ardani, K. R., Pradana, N. R.,Winardi, S., 2013. ReviewPengaruh Hidrodinamika padaFluidized Bed Dryer. FakultasTeknologi Industri. UniversitasSepuluh November. Surabaya.Jurnal Teknik POMITS Vol.2,No.1, (2013) ISSN : 2337-3539(2301-9271 Print). Diakses 19April 2015 pukul 15.55 WITA

Panggabean, T. 2008. Desain dan KinerjaMesin Pemindah Bahan PadaSistem Pengering Efek RumahKaca (Erk). Hybrid dan In-storeDryer (Isd) Terintegrasi Untuk BijiJagung. IPB. Bogor. Diakses 19April 15.09 WITA

Satrio, A., M., 2008. Modul-1.05.Fluidisasi. Teknik KimiaUniversitas Sultan AgungTirtayasa. Cilegon. Banten.Diakses 29 September 2015pukul 13.27 WITA

Sembiring, N., Ambarita, H., 2013.Simulasi Kolektor Surya Tipe PlatDatar dengan Sudut 60o danBoks Pengering pada MesinPengering Hasil Pertanian.Departemen Teknik Mesin.Universitas Sumatra Utara. Jurnale-Dinamis, Volume 6 No. 2September 2013. ISSN 1338-1035. Diakses 23 Mei 2015 pukul09.17 WITA

Senadeera, W., 2006. FluidizationCharacteristics of Moist FoodParticles. Internasional Journal ofFood Engineering. Vol.2, issue 1.

Diakses 15 Maret 2015 pukul23.04 WITA

Shahrul, S., Hamdullahpur, F., Dincer, I.,2002. Energy Analysis InFluidized-Bed Drying of LargeWet Particles. InternationalJurnal Of Research 2002;26:507525 (DOI: 10.1002/er.799). Diakses23 September 2015 pukul 13.46WITA

Suyitno, 2011. Model Dinamika danKajian Eksperimental Pengeringan Batu bara Pengering RendahIndonesia dalam Fluidized bedmenggunakan uap Super panas.Thesis Megister. InstituteTeknologi Bandung. Diakses 3 Juli2015 pukul 21.33 WITA

Tanggasari, D., 2014. Sifat Teknik danKarakteristik Pengeringan BijiJagung (Zea Mays L.) pada AlatPengering Fluidized Bed. Skripsi.Unram. NTB.

Widayati, 2010. Fenomena danKecepatan Minimum(Umf)Fluidisasi. Jurnal Ilmiah TeknikKimia. Yogyakarta. Volume Xnomor 2. Diakses 4 Maret 2015pukul 22.34 WITA

Wirakartakusumah, A., Subarna, Arpah,M., Syah, D., Budiwati, S.I., 1992.Peralatan dan Unit ProsesIndustri Pangan. DepartemenPendidikan dan KebudayaanDirektorat Jenderal PendidikanTinggi Pusat Antar UniversitasPangan dan Gizi. Institutepertanian Bogor. Bogor.

Winaya, I. N. S., Susila, D.A.B.I., 2010.Co-Faring Sistem Fluidized BedBerbahan Bakar Batubara danAmpas Tebu. Teknik MesinFakultas Teknik UniversitasUdayana. Bukit Jimbaran Bali.Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

Cakram vol. 4 No. 2, oktober 2010(180-188). Diakses 22 Maret 2015pukul 22.37 WITA