PENGERING KAOS KAKI DENGAN MENGGUNAKAN MESIN … · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN...

i

PENGERING KAOS KAKI DENGAN MENGGUNAKAN

MESIN SIKLUS KOMPRESI UAP

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat S-1 Teknik Mesin

oleh :

Laurentius Rio Aditya Kurniawan

NIM :125214058

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

SOCKS DRYER USING VAPOR COMPRESSION CYCLE

FINAL PROJECT

As Partical Fullfillment of The Requirements

to Obtains Sarjana Teknik in Mechanical Engineering

By :

Laurentius Rio Aditya Kurniawan

NIM :125214058

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


iii


iv


v


vi


vii

ABSTRAK Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki dua musim, yaitu : musim

panas dan hujan. Tidak dapat dipungkiri bahwa dapat terjadi hujan pada saat

musim panas.

Tujuan penelitian ini adalah (a) merancang dan merakit mesin pengering

kaos kaki tanpa melibatkan energi surya (b) mengetahui waktu pengeringan dari

mesin pengering kaos kaki yang telah dibuat.

Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Sanata Dharma. Mesin

pengering kaos kaki bekerja dengan menggunakan siklus kompresi uap.

Komponen utama siklus kompresi uap : kompresor, evaporator, kondensor, pipa

kapiler, dan refrigerant yang dipakai R-134a. Daya komponen yang dipakai

sebesar 1,5 hp, komponen yang lain menyesuaikan. Penelitian dilakukan dengan

memasukkan jumlah kaos kaki yang dikeringkan. Mesin bekerja dengan sistem

terbuka. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan metode pemerasan, yaitu

pemerasan dengan tangan dan pemerasan dengan mesin cuci.

Penelitian memberikan hasil bahwa mesin pengering kaos kaki dengan

sistem kompresi uap berhasil dibuat dan dapat bekerja sesuai fungsinya. Mesin

pengering kaos kaki ini dapat bekerja pada saat ada beban kaos kaki basah yang

dikeringkan dengan suhu kering sekitar 41,6oC dan pada suhu basah 29oC. Mesin

pengering mampu mengeringkan 25 pasang kaos kaki dewasa berbahan katun

pada saat kondisi basah dengan hasil pemerasan tangan dalam waktu 135 menit,

serta hasil pemerasan dengan mesin cuci dalam waktu 30 menit.

Kata Kunci : Mesin pengering kaos kaki, sistem terbuka.


viii

ABSTRACT

Indonesia is one country that has two seasons: summer and rainy. It is

inevitable that there could be rain in the summer.

The purpose of this study is (a) to design and assemble the dryer socks

without involving solar energy (b) determine the time of drying socks from the

dryer that has been made.

The study was conducted at the Laboratory of Mechanical Engineering

Sanata Dharma. Socks drying machine works by using the vapor compression

cycle. The main component of the vapor compression cycle: compressor,

evaporator, condenser, capillary tube, and the refrigerant R-134a used. Power

components that are used by 1,5 hp, the other components to adjust. Research

carried out by entering the number of socks dried. The engine works with open

systems. This research was conducted by varying methods of extortion, ie

blackmail and extortion by hand with a washing machine.

Research results that the dryer socks with vapor compression system has

been created and can work according to its function. Socks drying machine can

work at the moment there is a load of wet socks dried at a temperature of about

41,6°C and dried at a temperature of 29°C wet. A dryer capable of drying 25 pairs

of socks made from cotton grown in wet conditions with extortion hand within

135 minutes, as well as extortion with a washing machine in 30 minutes.

Keywords : Socks drying machine, open system.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan

lancar.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib setiap mahasiswa untuk

mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan

skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Sudi Mungkasi, Ph. D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Alexius Bantono dan Bernada Indriana Nur Wijayanti sebagai orang tua

penulis, yang telah memberi motivasi dan dukungan kepada penulis, baik

secara materi maupun spiritual.

3. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus sebagai Dosen Pembimbing

Skripsi.

4. Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

5. Seluruh staf dan pengajar Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan

memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam

penyusunan skripsi.

6. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Kepala laboraturium Energi.

7. Teman – teman Teknik Mesin kelompok Skripsi mesin pengering kaos kaki

dengan menggunakan siklus kompresi uap, atas kerjasamanya selama

penelitian Skripsi.

8. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 dan semua

pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan

dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.


x


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL……………………………………………………….… i

TITLE PAGE………………………………………………………………… ii

HALAMAN PERSETUJUAN……………………………………………….. iii

HALAMAN PENGESAHAN………………………………………………... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……………………….. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI………………... vi

ABSTRAK……………….…………………………………………………... vii

ABSTRACT…………………………………………………………………. viii

KATA PENGANTAR……………………………………………………….. ix

DAFTAR ISI……………………………………………………………….… xi

DAFTAR TABEL……………………………………………………………. xiii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… xiv

BAB I PENDAHULUAN………………………………………………….… 1

1.1 Latar Belakang……………………………………………….…. 1

1.2 Rumusan Masalah………………………………………….…… 2

1.3 Tujuan Penelitian……………………………………………...… 2

1.4 Batasan Masalah……………………………………………..….. 2

1.5 Manfaat Penelitian……………………………………….……... 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA…………………….. 4

2.1 Dasar Teori……………………………………………………… 4

2.1.1 Metode – Metode Pengeringan Kaos Kaki….……………. 4

2.1.2 Dehumidifier……………………………………………… 6

2.1.3 Parameter Dehumidifier………………………………….. 8

2.1.4 Psychrometric Chart……………………………………... 12

2.1.5 Mesin Siklus Kompresi Uap……………………………… 16

2.2 Tinjauan Pustaka ……………………………………………….. 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN……………………………………. 21

3.1 Obyek Penelitian………………………………………………... 21


xii

3.2 Variasi Penelitian……………………………………………….. 21

3.3 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Kaos Kaki………. 22

3.3.1 Alat Bantu Pembuatan…………………………………….. 22

3.3.2 Bahan dan Komponen Utama……………………………... 24

3.3.3 Alat Bantu Penelitian……………………………………… 29

3.4 Tata Cara Penelitian….…………………………………………. 30

3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian………………………………. 30

3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Kaos Kaki………………….. 32

3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a………………………. 32

3.4.3.1 Proses Penelitian………………………………….. 33

3.4.3.2 Proses Pemvakuman………………………………. 33

3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a………………. 34

3.4.4 Skematik Pengambilan Data……………………………… 34

3.4.4.1 Cara Pengambilan Data…………………………… 36

3.5 Cara Menganalisis Hasil dan Menampilkan Hasil……………… 38

3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan………………………………… 39

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN.. 41

4.1 Hasil Penelitian………………………………………………….. 41

4.2 Perhitungan…………………………………………………….... 44

4.3 Pembahasan …………………………………………………….. 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………….. 52

5.1 Kesimpulan………………………………………………….….. 52

5.2 Saran……………………………………………………………. 52

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………….. 53

LAMPIRAN…………………………...…………………………………….. 54

A Foto Alat yang Digunakan dalam Penelitian……………….…… 54

B Psychrometric chart.....................................……………….…… 55


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data…………......... 37

Tabel 4.1 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan

perasan tangan……....................................................................

41

Tabel 4.2 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan

perasan mesin cuci…….............................................................

42

Tabel 4.3 Data hasil pengeringan kaos kaki dengan cahaya matahari....... 43

Tabel 4.4 Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1)…………............ 45

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan pengeringan kaos kaki dengan bantuan

perasan tangan……...................................................................

49


perasan mesin cuci……............................................................

49


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Refrigerant dehumidifier................................................ 6

Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier................................................... 7

Gambar 2.3 Hygrometer, termometer bola basah dan termometer

bola kering......................................................................

8

Gambar 2.4 Proses - proses yang terjadi dalam psychrometric

chart…………………....................................................

12

Gambar 2.5 Proses pendinginan dan pengembunan………………... 13

Gambar 2.6 Proses pemanasan (heating)…………………………... 14

Gambar 2.7 Proses pendinginan evaporatif………………………… 14

Gambar 2.8 Psychrometric chart…………………………………... 15

Gambar 2.9 Skematik rangkaian siklus kompresi uap……………... 16

Gambar 2.10 Siklus kompresi uap pada diagram P – h……………... 17

Gambar 2.11 Siklus kompresi uap pada diagram T – h……………... 17

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering kaos kaki…………………. 21

Gambar 3.2 Kaos kaki……………………………………………… 22

Gambar 3.3 Besi tube………………………………………………. 24

Gambar 3.4 Styrofoam……………………………………………… 25

Gambar 3.5 Kondensor…………………………………………….. 25

Gambar 3.6 Pipa kapiler……………………………………………. 26

Gambar 3.7 Kompresor…………………………………………….. 26

Gambar 3.8 Evaporator…………………………………………….. 27

Gambar 3.9 Refrigeran R134a……………………………………... 27

Gambar 3.10 Pressure gauge............................................................... 28

Gambar 3.11 Kipas…………………………………………………... 28

Gambar 3.12 Penampil suhu digital dan termokopel………………... 29


xv

Gambar 3.13 Timbangan digital……………………………………... 29

Gambar 3.14 Stopwatch……………………………………………… 30

Gambar 3.15 Diagram alir untuk penelitian…………………………. 31

Gambar 3.16 Pemasangan komponen……………………………….. 32

Gambar 3.17 Katup pengisian refrigeran……………………………. 34

Gambar 3.18 Skematik pengambilan data…………………………… 35

Gambar 3.19 P – h diagram………………………………………….. 40

Gambar 4.1 Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja

evaporator (Tevap)………………………………………

46

Gambar 4.2 Psychrometric chart perasan tangan, 15 menit……….. 48

Gambar 4.3 Grafik penurunan massa air tiap variasi pada proses

pengeringan kaos kaki…………………………………

51

Gambar A.1 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka……………. 54

Gambar A.2 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka……………. 54

Gambar B.1 Psychrometric chart perasan tangan, 30 menit……….. 55





Gambar B.6 Psychrometric chart perasan tangan, 105 menit……… 60



Gambar B.9 Psychrometric chart perasan mesin cuci, 15 menit....... 63

Gambar B.10 Psychrometric chart perasan mesin cuci, 30 menit....... 64

Gambar B.11 P – h diagram perasan tangan dan perasan mesin cuci.. 65


1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dunia industri di Indonesia dari tahun ke tahun terus berkembang, baik dari

segi fasilitas maupun teknologi. Fasilitas yang lengkap dan memadai akan

mendukung kinerja dari tenaga kerja yang bekerja di industri. Selain dunia

industri, dunia pengobatan atau yang sering disebut industri farmasi, juga

mengalami perkembangan seiring dengan kemajuan teknologi.

Proses pembuatan obat yang diracik, membutuhkan tenaga kerja yang teliti

dan sudah menguasai permasalahan yang berkaitan dengan obat. Peraturan –

peraturan yang ada di dalam pabrik juga tidak boleh dilanggar, terutama tentang

kebersihan, keamanan, dan paling penting adalah steril dalam peracikan obat. Di

dalam pabrik obat, karyawan diberi fasilitas dan diharuskan memakai alat

keamanan yang meliputi baju laboraturium, sarung tangan steril, kaos kaki dan

sepatu khusus yang juga harus steril.

Dunia industri dan dunia pengobatan sering berkaitan, karena saling

membutuhkan untuk melayani masyarakat dan untuk melengkapi fasilitas dan

teknologi. Industri di Indonesia memberikan mesin yang canggih untuk

mendukung dunia pengobatan, oleh sebab itu dunia industri dan dunia pengobatan

saling membutuhkan. Indonesia merupakan contoh negara yang menggunakan

pengobatan dengan mesin yang canggih.

Indonesia merupakan negara yang terletak di daerah khatulistiwa, Indonesia

memiliki 2 musim yaitu musim panas dan musim hujan. Musim panas biasanya

terjadi pada bulan Maret - September dan musim hujan terjadi pada bulan

Oktober – Februari. Namun beberapa tahun terakhir ini, cuaca sangat susah untuk

diprediksi. Pada saat musim panas kadang masih turun hujan demikian juga

sebaliknya, hal ini disebabkan karena efek global warming. Persoalannya adalah

bagaimana cara mengeringkan pakaian, sarung tangan, kaos kaki, sepatu yang

dipergunakan sehari – hari oleh karyawan pabrik / industri dapat teratasi, terutama

pada saat musim hujan. Jika musim hujan, mengandalkan sinar matahari untuk


2

dipergunakan dalam proses pengeringan jelas tidak mungkin. Oleh karena itu

diperlukan mesin khusus yang fungsinya untuk mengeringkan pakaian, sarung

tangan, kaos kaki, sepatu, dll.

Dengan latar belakang ini, penulis tertantang untuk membuat dan

melakukan penelitian tentang mesin pengering kaos kaki. Tentu saja energi yang

dipergunakan di dalam mesin pengering bukan bersumber pada energi matahari.

1.2 Rumusan Masalah

Di pasaran sulit ditemukan mesin yang dipergunakan untuk mengeringkan

kaos kaki dalam jumlah yang cukup besar. Untuk industri obat-obatan, mesin

pengering kaos kaki sangatlah diperlukan, karena kaos kaki dipergunakan

karyawan setiap hari, sehingga setiap hari kaos kaki yang disediakan dalam

keadaan bersih harus ada dalam jumlah yang banyak, diperlukan suatu inovasi

mesin pengering untuk mengeringkan kaos kaki dalam jumlah banyak.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

a. Merancang dan membuat mesin pengering kaos kaki, yang tidak

mengandalkan energi surya.

b. Mengetahui waktu pengeringan dari mesin pengering kaos kaki yang telah

dibuat.

1.4 Batasan Masalah

Batasan-batasan yang dipergunakan di dalam pembuatan mesin pengering

kaos kaki ini adalah :

a. Mesin pengering menggunakan siklus kompresi uap dengan komponen utama

: kompresor, evaporator, pipa kapiler, dan kondensor.

b. Refrigeran yang digunakan di dalam siklus kompresi uap adalah R134a.

c. Daya kompresor yang digunakan dalam siklus kompresi uap sebesar 1,5 hp.

Komponen lain seperti kondensor, evaporator, dan pipa kapiler


3

mempergunakan komponen standar yang ada di pasaran, yang besarnya sesuai

dengan daya kompresornya.

d. Mesin pengering dirancang dapat dipergunakan untuk kapasitas kaos kaki

sebanyak 25 pasang.

e. Mesin pengering bekerja dengan sistem terbuka.

1.5 Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Hasil penelitian dapat dipergunakan untuk menambah kasanah ilmu

pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan.

b. Hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai acuan bagi para peneliti yang

penelitiannya terkait dengan mesin pengering.

c. Dihasilkannya alat pengering kaos kaki yang dapat difungsikan sebagai mana

mestinya.


4

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Metode –Metode Pengeringan Kaos Kaki

Metode dalam pengeringan pakaian saat ini di pasaran ada beberapa macam,

diantaranya (a) Pengeringan menggunakan cahaya matahari, (b) Pengeringan

menggunakan gaya sentrifugal, (c) Pengering pakaian dengan bantuan gas LPG,

(d) Pengering dengan metode dehumidifikasi dan pemanasan udara.

a. Pengeringan menggunakan cahaya matahari

Cara pengeringan ini sudah dilakukan secara umum oleh masyarakat. Panas

yang dihasilkan matahari dapat menguapkan air yang ada pada pakaian yang

basah menjadi kering. Pengeringan dengan metode ini tidak dapat dihandalkan

pada saat musim hujan, tetapi pengeringan dengan matahari masih banyak

digunakan masyarakat.

Keuntungan pengeringan menggunakan cahaya matahari adalah murah dan

tersedia berlimpah, tidak memerlukan peralatan yang mahal, tidak perlu tenaga

kerja yang mempunyai keahlian tertentu, kecepatan pengeringan yang sama untuk

berapapun jumlah pakaian, kapasitas pengeringan yang tidak terbatas.

Kerugian pengeringan menggunakan cahaya matahari adalah pengeringan

tergantung dari cuaca, jumlah panas matahari tidak tetap, kenaikan suhu tidak

dapat diatur, waktu pengeringan tidak dapat ditentukan dengan tepat, tidak dapat

dilakukan setiap saat.

b. Pengeringan menggunakan gaya sentrifugal

Prinsip kerja metode pengering ini adalah memanfaatkan gaya sentrifugal

untuk memisahkan air dari pakaian yang masih basah. Pakaian diputar di dalam

drum dengan kecepatan penuh dari motor listrik, putaran yang tinggi tersebut

menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan uap air terhempas keluar dari

drum dan air akan tertampung dalam bak penampungan. Kelemahan dari metode

ini adalah pakaian masih lembab tidak kering sempurna.


5

Keuntungan pengeringan menggunakan gaya sentrifugal adalah kecepatan

putar tinggi dan dapat mengekstraksi uap lebih banyak, sehingga proses

pengeringan lebih cepat dan tidak memerlukan tenaga pemerasan dengan tangan.

Kerugian pengeringan menggunakan gaya sentrifugal adalah kinerja

pengeringan akan menurun jika pakaian pada drum melebihi kapasitas dan tetap

membutuhkan cahaya matahari karena kaos kaki tidak kering sempurna, perlu

energi listrik, hasil pengeringan tidak siap untuk disetrika, bahan yang

dikeringkan mudah rusak.

c. Pengeringan menggunakan gas LPG

Prinsip kerja metode pengering ini yaitu memanfaatkan panas yang

dihasilkan pemanas baik dari heater atau gas LPG yang disirkulasikan ke lemari,

yang bertujuan untuk mengeringkan pakaian yang ada di lemari pengering. Panas

dari heater atau gas LPG disirkulasikan ke dalam lemari pengering menggunakan

bantuan kipas, sehingga menghasilkan udara yang bersuhu tinggi yang dapat

menguapkan air yang terkandung di dalam pakaian yang basah.

Keuntungan pengeringan menggunakan gas LPG adalah hasil pengeringan

lebih cepat dan daya listrik menjadi hemat.

Kerugian pengeringan menggunakan gas LPG adalah suhu pengeringan

yang tinggi, sehingga cepat merusak bahan yang dikeringkan, tidak ramah

lingkungan, gas hasil pembakaran menempel pada bahan yang dikeringkan, tidak

praktis, dapat menimbulkan bahaya ledakan, saat beroperasi sebaiknya perlu

dijaga.

d. Pengeringan dengan metode dehumidifikasi

Pengering pakaian jenis ini menggunakan metode dehumidifikasi, yang

bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan proses pemanasan udara

yang disirkulasikan ke lemari pengering. Udara diturunkan kelembaban

spesifiknya dan dipanaskan, kemudian disirkulasikan ke lemari. Akibat dari udara

kering dan bersuhu tinggi pada ruangan, menimbulkan air dalam pakaian

menguap. Selanjutnya udara lembab ini disirkulasikan kembali ke alat penurun

kelembaban. Mesin pengering tersebut disebut dengan dehumidifier.


6

Keuntungan pengeringan dengan metode dehumidifikasi adalah suhu kerja

rendah sehingga tidak merusak bahan yang akan dikeringkan, ramah lingkungan,

tidak ada gas buang seperti dengan LPG, praktis, aman saat beroperasi, tidak

tergantung keadaan cuaca, dapat dilakukan kapan saja.

Kerugian pengeringan dengan metode dehumidifikasi adalah mesin

dehumidifier membutuhkan energi listrik yang banyak.

2.1.2 Dehumidifier

Dehumidifier merupakan suatu alat pengering udara yang berguna untuk

menurunkan kelembaban udara dengan cara menyerap udara yang lembab dan

memprosesnya menjadi air yang akan ditampung dalam suatu wadah. Ada dua

macam dehumidifier yang ada di pasaran saat ini refrigerant dehumidifier dan

desiccant dehumidifier.

a. Refrigerant dehumidifier

Cara kerja dehumidifier ini adalah dengan sistem kompresi uap. Udara luar

masuk melewati evaporator kemudian evaporator menyerap uap air yang ada di

udara. Udara kemudian dilewatkan kondensor agar udara menjadi panas dan

kering. Evaporator memiliki tugas untuk menurunkan suhu udara ke titik dimana

kondensasi terjadi. Kondensasi terjadi pada evaporator, kemudian air didalam

udara menetes dan tertampung pada wadah. Sedangkan kondensor bertugas untuk

menaikkan suhu udara agar udara semakin kering. Contoh proses refrigerant

dehumidifier disajikan pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Refrigerant dehumidifier.

Sumber : http://www.andatech.com.au/refrigerant-dehumidifiers/


7

b. Desiccant dehumidifier

Prinsip kerja dari dehumidifier adalah dengan melewatkan udara yang

mengandung banyak uap air ke disc. Disc ini dibuat dan dibentuk menyerupai

sarang lebah yang berisi bahan pengering udara (silica gel). Disc umumnya dibagi

menjadi dua saluran udara yang dipisahkan oleh sekat. Pertama bagian proses

(75% dari lingkaran) dan bagian kedua reaktivasi (25% dari lingkaran), disc

tersebut diputar perlahan-lahan menggunakan motor berdaya kecil. Kemudian uap

air pada udara akan diserap oleh disc yang terbuat dari bahan pengering dan

menghasilkan udara yang hangat dan kering. Bersamaan dengan disc pada bagian

reaktivasi akan disirkulasikan dengan udara panas dari heater.

Pemanasan pada bagian reaktivasi tersebut bertujuan untuk meregenerasi

disc (bagian proses). Kemudian air terserap oleh disc (bagian reaktivasi) dan

terlepas karena proses pemanasan. Heat exchanger bergantian kemudian

menyerap uap air tersebut dan terpisah menjadi air dan udara. Udara akan

disirkulasikan kembali ke dalam heater dan air akan menetes dan tertampung pada

tangki. Contoh proses desiccant dehumidifier disajikan pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier.

Sumber : http://www.andatech.com.au/desiccant-dehumidifiers/


8

2.1.3 Parameter Dehumidifier

Untuk memahami proses dehumidifikasi ada beberapa parameter yang harus

dipahami atau dimengerti antara lain (a) Kelembaban, (b) Kelembaban spesifik,

(c) Suhu udara, (d) Aliran udara, (e) Entalpi, (f) Volume spesifik.

a. Kelembaban

Kelembaban merupakan jumlah kandungan air dalam udara. Udara bisa

dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap air yang dikandungnya

tinggi, begitu juga sebaliknya. Udara yang kurang mengandung uap air dikatakan

udara kering, sedangkan udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara

basah.

Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak dan

kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah banyaknya air yang dapat

terkandung di dalam 1 kg udara. Kelembaban relatif merupakan persentase

perbandingan jumlah air yang terkandung dalam 1 kg udara dengan jumlah air

maksimal yang terkandung dalam 1 kg udara dengan jumlah air maksimal yang

dapat terkandung dalam 1 kg udara tersebut. Kelembaban relatif menentukan

kemampuan udara pengering untuk menampung kadar air kaos kaki yang telah

diuapkan. Semakin rendah kelembaban relatif maka semakin banyak uap air yang

dapat diserap. Alat untuk mengukur kelembaban relatif adalah hygrometer,

sedangkan alat untuk mengukur suhu udara kering dan suhu udara basah adalah

termometer bola kering dan termometer bola basah. Gambar hygrometer dan

termometer bola basah dan bola kering disajikan pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Hygrometer, termometer bola basah dan termometer bola kering.

Sumber : http://hygrometer.net/types-hygrometers-multiple-uses/


9

Untuk mengetahui tingkat kelembaban relatif dapat menggunakan

hygrometer atau dengan menggunakan termometer bola basah dan termometer

bola kering. Untuk mengetahui kelembaban relatif dapat menggunakan dua buah

termometer. Termometer pertama dipergunakan untuk mengukur suhu udara

kering dan termometer kedua untuk mengukur suhu udara basah. Pada termometer

bola kering, tabung air raksa pada termometer dibiarkan kering sehingga akan

mengukur suhu udara aktual. Sedangkan pada termometer bola basah, tabung air

raksa akan diberi kain yang dibasahi dengan air agar suhu yang terukur adalah

suhu saturasi atau titik jenuh, yaitu suhu yang diperlukan agar uap air dapat

terkondensasi.

b. Kelembaban Spesifik

Kelembaban spesifik adalah jumlah kandungan uap air di udara dalam setiap

kilogram udara kering atau perbandingan antara massa uap air dengan massa

udara kering. Kelembaban spesifik umumnya dinyatakan dengan gram per

kilogram dari udara kering (gr/kg) atau (kg/kg). Dalam sistem dehumidifier

semakin besar perbandingan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wH) dengan kelembaban spesifik dalam mesin pengering (wF), maka

semakin banyak massa air yang berhasil diuapkan. Massa air yang berhasil

diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan Persamaan (2.1) :

Δw = (wH – wF) (2.1)

Pada Persamaan (2.1) :

Δw : Massa air yang berhasil diuapkan persatuan massa udara, kg/kg

wH : Kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering, kg/kg

wF : Kelembaban spesifik dalam mesin pengering, kg/kg

c. Suhu Udara

Suhu udara merupakan panas atau dinginnya udara disuatu tempat. Suhu

udara dikatakan panas jika suhu udara pada tempat dan waktu tertentu melebihi

suhu lingkungan disekitarnya dan begitu juga sebaliknya untuk suhu udara dingin.

Suhu udara sangat mempengaruhi laju pengeringan. Semakin besar

perbedaan antara suhu udara pengering dan suhu kaos kaki maka kemampuan

perpindahan kalor semakin besar, maka proses penguapan air juga meningkat.


10

Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu udara harus diatur atau

dikontrol terus menerus. Suhu udara dibagi menjadi 2, yaitu : Suhu udara basah

dan Suhu udara kering.

Suhu udara kering adalah suhu yang ditunjukkan dengan termometer bulb

biasa dengan bulb dalam keadaan kering. Satuan untuk suhu ini biasaya dalam

Celcius, Kelvin, Fahrenheit. Seperti yang diketahui bahwa termometer

menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam termometer. Jika kita ingin

mengukur suhu udara dengan termometer biasa maka terjadi perpindahan kalor

dari udara ke bulb termometer. Karena mendapatkan kalor maka zat cair

(misalkan: air raksa) yang ada di dalam termometer mengalami pemuaian

sehingga tinggi air raksa tersebut naik. Kenaikan ketinggian cairan ini yang di

konversikan dengan satuan suhu (celcius, Fahrenheit, dll).

Suhu udara basah adalah suhu bola basah. Sesuai dengan namanya “wet

bulb”, suhu ini diukur dengan menggunakan termometer yang bulbnya (bagian

bawah termometer) dilapisi dengan kain yang telah dibasahi dengan air kemudian

dialiri udara yang ingin diukur suhunya. Perpindahan kalor terjadi dari udara ke

kain basah tersebut. Kalor dari udara akan digunakan untuk menguapkan air pada

kain basah tersebut, setelah itu baru digunakan untuk memuaikan cairan yang ada

dalam termometer.

Dew-point temperature adalah suhu dimana udara mulai menunjukkan aksi

pengembunan ketika didinginkan. Dew-point temperature adalah titik embun

udara, artinya suhu dimana udara mulai mengembun menimbulkan titik-titik air.

d. Aliran udara

Aliran udara pada proses pengeringan memiliki fungsi membawa udara

panas untuk menguapkan kadar air pakaian serta mengeluarkan uap air hasil

penguapan tersebut. Uap air hasil penguapan harus segera dikeluarkan agar tidak

membuat udara jenuh udara pada ruangan, yang dapat mengganggu proses

pengeringan. Semakin besar laju aliran massa udara panas yang mengalir maka

akan semakin besar kemmapuannya menguapkan kadar air dari pakaian, namun

berbanding terbalik dengan suhu udra yang semakin menurun. Untuk

memperbesar debit aliran udara (Qudara) dapat dengan memperbesar luas


11

penampang (A) ataupun kecepatan aliran udara. Untuk menghitung debit aliran

dapat digunakan Persamaan (2.2) :

Qudara = A . v , m3/s (2.2)


Qudara : Debit aliran udara, m3/s

A : Luas penampang, m2

v : Kecepatan udara , m/s

Untuk menghitung laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering

dapat digunakan Persamaan (2.3) :

ṁudara = Qudara . ρudara , kgudara/s (2.3)


ṁudara : Laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering, kgudara/s

Qudara : Debit aliran udara, m3/s

ρudara : Densitas udara, kg/m3

Menentukan kemampuan mengeringkan massa air dapat dihitung dengan

Persamaan (2.4)

M2 = ṁudara . Δw . 3600 , kgair/jam (2.4)


M2 : Kemampuan mengeringkan massa air, kg/jam

ṁudara : Laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering, kgudara/s

Δw : Massa air yang berhasil diuapkan, kgair/kgudara

e. Entalpi

Entalpi menyatakan jumlah energi internal dari suatu sistem termodinamika

ditambah energi yang digunakan untuk melakukan kerja. Entalpi (H) adalah

jumlah energi yang dimiliki sistem pada tekanan tetap. Entalpi (H) dirumuskan

sebagai jumlah energi yang terkandung dalam sistem (E) dan kerja (W).

f. Volume spesifik

Volume spesifik merupakan volume udara campuran dengan satuan meter

kubik per kilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara

kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering.


12

2.1.4 Psychrometric Chart

Psychrometric chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan

properti-properti dari udara pada suatu tekanan tertentu. Skematis Psychrometric

chart dapat dilihat pada Gambar 2.8 dimana masing-masing kurva/garis akan

menunjukkan nilai properti yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari properti-

properti (h, RH, W, SpV, Twb, Tdb, dan Tdp) bisa dilakukan apabila minimal dua

buah diantara properti tersebut sudah diketahui.

Proses-proses yang terjadi pada udara dalam psychrometric chart, seperti

pada Gambar 2.4 adalah sebagai berikut (a) Proses pendinginan dan penurunan

kelembaban (cooling dan dehumidifikasi), (b) Proses pemanasan (heating), (c)

Proses pendinginan evaporatif.

Gambar 2.4 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart.

Sumber : http://kawur.blogspot.com/2009_06_01_archive.html

a. Proses pendinginan dan pengembunan

Proses pendinginan dan pengembunan adalah proses penurunan kalor

sensibel dan penurunan kalor laten dari udara. Pada proses pendinginan dan

pengembunan, terjadi penurunan temperatur bola kering, temperatur bola basah,

entalpi, volume spesifik, temperatur titik embun, dan kelembaban spesifik,

sedangkan kelembaban relatif mengalami peningkatan, menjadi 100 %. Contoh

proses pendinginan dan pengembunan disajikan pada Gambar 2.5. Proses A-A’


13

adalah proses pendinginan sensibel, sedangkan proses A’-B adalah proses

pengembunan.

b. Proses pemanasan (Heating)

Proses pemanasan (heating) adalah proses penambahan kalor sensibel ke

udara. Pada proses pemanasan, terjadi peningkatan temperatur bola kering,

temperatur bola basah, entalpi, dan volume spesifik. Sedangkan temperatur titik

embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif

mengalami penurunan. Sebagai contoh dari proses pemanasan, dapat dilihat pada

Gambar 2.6 (yaitu proses dari A – B)

c. Proses pendinginan evaporatif (evaporative cooling)

Proses pendinginan evaporatif adalah proses pengurangan kalor sensibel ke

udara sehingga suhu bola kering udara tersebut menurun. Proses ini disebabkan

oleh perubahan temperatur bola kering dan rasio kelembaban. Pada proses

pendinginan evaporatif, terjadi penurunan temperatur kering dan volume spesifik.

Sedangkan temperatur titik embun, kelembaban relatif dan kelembaban spesifik

mengalami peningkatan. Namun entalpi dan temperatur bola basah tetap konstan.

Contoh proses pendinginan evaporatif dapat dilihat pada Gambar 2.7 (proses dari

kondisi titik A ke kondisi titik B). Proses pendinginan evaporatif (pada proses

pengeringan kaos kaki) terjadi pada saat udara memasuki ruang pengering kaos

kaki sampai udara keluar dari ruang pengering kaos kaki.

Gambar 2.5 Proses pendinginan dan pengembunan


14

Gambar 2.6 Proses pemanasan (heating)

Gambar 2.7 Proses pendinginan evaporatif.


15


16

2.1.5 Mesin Siklus Kompresi Uap

Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi

yang dipergunakan dalam dehumidifier. Terdapat berbagai jenis refrigeran yang

digunakan dalam sistem kompresi uap. Refrigeran yang umum digunakan adalah

yang termasuk ke dalam keluarga chlorinated fluorocarbons (CFCs disebut juga

freon) : R-11, R-12, R-21, R-22, R-502, R-134a, dan Musicool. Komponen utama

dari sebuah mesin siklus kompresi uap adalah kondensor, evaporator, kompresor,

dan pipa kapiler. Skematik rangkaian siklus kompresi uap disajikan pada Gambar

2.9

Gambar 2.9 Skematik rangkaian siklus kompresi uap.

Dalam siklus ini refrigeran bertekanan rendah akan dikompresi oleh

kompresor sehingga menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi dan kemudian uap

refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan

tinggi dalam kondensor. Kemudian cairan refrigeran bertekanan tinggi tersebut

diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigeran bertekanan rendah tersebut

dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigeran tekanan rendah.

Proses tersebut akan dijelaskan di dalam diagram P-h dan diagram T-s, seperti

yang disajikan pada Gambar 2.10 dan Gambar 2.11.


17

Gambar 2.10 Siklus kompresi uap pada diagram P - h.

Gambar 2.11 Siklus kompresi uap pada diagram T - s.


18

Di dalam siklus kompresi uap standar ini, refrigeran mengalami beberapa

proses yaitu : (a) Proses 1a-2, (b) Proses 2-2a, (c) Proses 2a-3, (d) Proses 3-3a,

(e)Proses 3a-4, (f) Proses 4-1, (g) Proses 1-1a.

a. Proses (1a-2) merupakan proses kompresi kering

Proses ini dilakukan oleh kompresor, refrigeran yang berupa gas panas

lanjut bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan refrigeran

menjadi gas panas lanjut bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara

isentropik, suhu maksimal yang keluar dari kompresor juga meningkat menjadi

gas panas lanjut.

b. Proses (2-2a) merupakan proses penurunan suhu.

Proses ini berlangsung sebelum memasuki kondensor. Refrigeran gas panas

lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan sampai titik gas jenuh. Proses (2-2a)

berlangsung pada tekanan konstan. Proses ini juga dinamakan dengan desuper –

heating.

c. Proses (2a-3) merupakan proses pembuangan kalor ke udara lingkungan

sekitar kondensor pada suhu konstan.

Pada proses ini terjadi perubahan fase dari gas jenuh menjadi cair jenuh.

Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih tinggi daripada suhu

udara lingkungan sekitar kondensor. Proses (2a-3a) berlangsung pada tekanan dan

suhu yang konstan. Refrigeran tidak mengalami perubahan suhu, kalor yang

dilepas refrigeran dipergunakan untuk merubah fase.

d. Proses (3-3a) merupakan proses pendinginan lanjut.

Pada proses ini terjadi pelepasan kalor, sehingga temperatur refrigeran yang

keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair lanjut. Hal

ini membuat refrigeran lebih mudah mengalir dalam pipa kapiler.

e. Proses (3a-4) merupakan proses penurunan tekanan secara drastis dan

berlangsung pada entalpi yang tetap.

Proses ini terjadi di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigeran berubah

fase dari cair menjadi fase campuran : cair – gas. Akibat penurunan tekanan ini,

temperatur refrigeran juga mengalami penurunan.


19

f. Proses (4-1) merupakan proses evaporasi.

Pada proses ini terjadi perubahan fase dari cair gas menjadi gas jenuh.

Perubahan fase ini terjadi karena temperatur refrigeran lebih rendah daripada suhu

udara lingkungan sekitar evaporator. Proses (4-1a) berlangsung pada tekanan tetap

dan suhu konstan. Kalor yang diambil dari lingkungan dipergunakan refrigeran

untuk berubah fase.

g. Proses (1-1a) merupakan proses pemanasan lanjut.

Proses ini yang terjadi karena penyerapan kalor terus menerus pada proses

(4-1a), maka refrigeran yang masuk ke kompresor berubah fase dari gas jenuh ke

gas panas lanjut. Kemudian mengakibatkan kenaikan tekanan dan temperatur

refrigeran akibat dari proses ini kompresor dapat bekerja lebih ringan.

2.2 Tinjauan Pustaka

Chao Jung Liang (1991) menggambarkan pengeringan pakaian kabinet yang

memiliki ruang pengering, kipas sirkulasi, pompa panas dan heater yang berfungsi

baik sebagai dehumidifier dan pemanas heater dan sensor yang digunakan untuk

meningkatkan dan mempertahankan suhu udara dalam ruang pengering

setidaknya sekitar 90ᵒF. kemudian condenser bertindak sebagai pemanas dan

evaporator yang bertindak sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas

kedalam cabinet melalui inlet, yang sudah dipanaskan oleh kondensor, kemudian

beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering. Selanjutnya udara dihisap ke

saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh evaporator dan air

ditampung pada wadah tampungan.

Robert E Maruka (2004) menggambarkan pengeringan pakaian cabinet yang

memiliki ruang pengering, kipas sirkulasi, dan pompa panas meliputi kompresor,

kondensor yang bertindak sebagai pemanas, dan evaporator yang bertindak

sebagai dehumidifier. Udara disirkulasi oleh kipas ke dalam kabinet melalui inet,

dipanaskan oleh condenser, beredar di seluruh pakaian dalam ruang pengering,

dan diarahkan ke saluran pendingin dimana kelembaban udara dihilangkan oleh

evaporator dan air ditampung pada wadah tampungan.


20

Joao Pascoa Fernandes (2008) Menjelaskan pengering pakaian memiliki

lemari utama, sebuah dehumidifier dan pemanas. Udara disirkulasikan keluar

melalui sistem kipas. Sebuah sensor suhu dioperasikan untuk mengatur suhu

dalam cabinet dan exhaust ports akan membuka jika suhu diruangan terlalu tinggi.

Pakaian dapat dikeringkan pada gantungan atau rak pengeringan.

Eric Watson (2009) Menjelaskan pengering pakaian memiliki lemari yang

berfungsi sebagai pemanas, dan di dalamnya terdapat kipas yang mengeluarkan

suhu tinggi. Di pintu lemari terdapat layar dan tombol, untuk mengecek pakaian

yang dikeringkan.

Deug Hee Lee (2006) Menjelaskan tentang pengering pakaian memiliki

ruangan pengering. Pakaian digantung dan dialirkan udara bersuhu tinggi, alat

penggantung difungsikan sebagai alat pengalir udara bersuhu tinggi.


21

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Obyek Penelitian

Obyek penelitian adalah mesin pengering kaos kaki hasil buatan sendiri.

Alat yang dipergunakan di dalam penelitian disajikan pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering kaos kaki

Keterangan pada Gambar 3.1 :

a. Evaporator e. Pipa kapiler

b. Fan f. Kaos kaki

c. Kompressor g. Lemari pengering

d. Kondensor

3.2 Variasi penelitian

Penelitian dilakukan dengan memvariasikan kondisi awal kaos kaki yang

akan dikeringkan dengan variasi: (a) Hasil perasan tangan, (b) Hasil perasan


22

mesin cuci. Kaos kaki yang dikeringkan berjumlah 25 pasang ukuran dewasa dan

kaos kaki terbuat dari bahan katun. Gambar kaos kaki disajikan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Kaos kaki

3.3 Alat dan Bahan pembuatan mesin pengering kaos kaki

Dalam pembuatan mesin pengering kaos kaki ini diperlukan beberapa alat

dan bahan sebagai berikut: (a) Alat bantu pembuatan, (b) Bahan dan Komponen

utama, (c) Alat bantu penelitian.

3.3.1 Alat bantu pembuatan

Peralatan bantu pembuatan yang digunakan dalam proses pembuatan lemari

mesin pengering kaos kaki, antara lain :

a. Mesin las listrik

Mesin las listrik ini digunakan untuk pembuatan rangka lemari. Dengan

menggunakan proses pengelasan dalam proses penyambungan rangkanya,

diharapkan rangka yang dibuat akan memiliki konstruksi yang kuat dan tahan

lama.

b. Gerinda tangan dan gerinda potong

Gerinda digunakan untuk menghaluskan bagian permukaan benda kerja atau

digunakan untuk memotong suatu plat. Dalam proses pembuatan rangka mesin

pengering kaos kaki gerinda yang digunakan gerinda tangan dan gerinda potong.


23

c. Bor dan gunting plat

Bor digunakan untuk membuat lubang. Pembuatan lubang digunakan untuk

pemasang paku rivet dan pemasangan baut. Gunting plat digunakan untuk

memotong plat seng casing mesin pengering.

d. Gergaji besi dan gergaji kayu

Gergaji besi digunakan untuk memotong besi, besi yang dipotong adalah

besi kotak berlubang (hollow) yang digunakan untuk rangka mesin pengering dan

lemari pengering. Sedangkan gergaji kayu digunakan untuk memotong papan

kayu yang digunakan utuk chasing mesin pengering dan lemari pengering.

e. Obeng dan kunci pas

Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang

digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Kunci pas digunakan untuk

mengencangkan/melepas baut.

f. Meteran dan mistar

Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses

pembuatan rangka meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang plat seng

dan besi hollow. Sedangkan mistar digunakan untuk mengukur panjang suatu

benda, seperti styrofoam dan busa.

g. Pisau cutter dan cat

Pisau cutter digunakan untuk memotong benda kerja seperti Styrofoam dan

busa. Sedangkan cat digunakan untuk melapisi besi dan mencegah terjadinya

korosi.

h. Tang kombinasi

Tang kombinasi digunakan memotong, menarik, dan mengikat kawat agar

kencang.

i. Tube cutter

Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga, agar potongan pipa

yang dihasilkan rapi sehingga mempermudah proses pengelasan.

j. Gas las Hi-cook

Peralatan las yang digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan

sambungan pipa-pipa tembaga komponen mesin pengering.


24

k. Pompa vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak di

dalam mesin pengering kaos kaki, seperti udara dan uap air. Hal ini agar tidak

menyumbat refrigeran, sebab uap air yang berlebihan pada sistem pendingin dapat

membeku dan menyumbat pipa kapiler.

3.3.2 Bahan dan Komponen utama

Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan lemari

mesin pengering kaos kaki, antara lain : (a) Besi tube, (b) Styrofoam, (c) Busa, (d)

Roda, (e) Kondensor, (f) Pipa kapiler, (g) Kompresor, (h) Evaporator, (i) Filter, (j)

Refrigeran, (k) Pressure gauge, (l) Kipas.

a. Besi tube

Besi tube digunakan sebagai rangka mesin pengering pakaian. Pemilihan

besi tube, karena jenis besi ini sangat cocok dan kuat menahan beban dari

komponen mesin pengering. Gambar besi tube disajikan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Besi tube.

Sumber : http://asiatoko/besi/hollow//

b. Styrofoam

Styrofoam ini digunakan sebagai rongga antara bagian kompresor dan ruang

kondesor agar tidak terjadi ditribusi panas. Gambar styrofoam disajikan pada

Gambar 3.4.


25

Gambar 3.4 Styrofoam.

Sumber : http://www.ebay.com//styrofoam-sheet//

c. Busa

Busa digunakan untuk meminimalisi udara dan temperatur ke luar ruangan.

Busa digunakan untuk menutup celah-celah pada mesin pengering.

d. Roda

Roda digunakan untuk membantu memindahkan mesin pengering dari satu

tempat ke tempat lain.

e. Kondensor

Kondensor merupakan suatu alat pengukur kalor yang berfungsi untuk

mengkondensasikan refrigeran dari fase uap menjadi zat cair. Untuk mengubah

fase dari uap menjadi cair ini diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah agar

terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor. Gambar kondensor disajikan

pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Kondensor.

Sumber : http://serviceactegal.blogspot.co.id/kondensor//


26

f. Pipa Kapiler

Pipa kapiler merupakan alat yang berfungsi untuk menurunkan refrigeran

dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum ke evaporator. Gambar pipa kapiler

disajikan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Pipa kapiler.

Sumber : http://serviceactegal.blogspot.co.id/pipakapiler//

g. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk mengompresi refrigeran

ke pipa-pipa mesin siklus kompresi uap. Pada penelitian ini menggunakan

kompresor rotari yang ada di pasaran dengan daya 1,5 HP. Gambar kompresor


Gambar 3.7 Kompresor.

Sumber : http://serviceactegal.blogspot.co.id/kompresor//


27

h.Evaporator

Evaporator merupakan alat yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran,

yang sebelumnya dari fase cair menjadi gas. Gambar evaporator disajikan pada

Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Evaporator.

Sumber : http://serviceactegal.blogspot.co.id/evaporator//

i. Filter

Filter merupakan alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak

terjadi penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, serbuk-

serbuk hasil pemotongan pipa.

j. Refrigeran

Refrigeran merupakan jenis fluida yang digunakan sebagai gas pendingin.

Refrigeran berfungsi untuk menyerap atau melepas kalor dari lingkungan sekitar.

Jenis yang digunakan dalam penelitian adalah R134a. Gambar refrigeran R134a


Gambar 3.9 Refrigeran R134a.

Sumber : http://orschelnfarmhome.com/r134a-refrigerant//


28

k. Pressure Gauge

Pressure Gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran dalam

sistem pendinginan baik dalam saat pengisian maupun pada saat beroperasi.

Dalam pressure gauge ini terdapat alat ukur, tekanan hisap kompresor dan

tekanan keluaran kompresor. Gambar pressure gauge disajikan pada Gambar

3.10.

Gambar 3.10 Pressure Gauge.

Sumber : http://www.omega.com/pressuregauge//

i. Kipas

Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara kering hasil proses

dehumidifikasi dan membuang udara jenuh dari lemari pengering. Gambar kipas


Gambar 3.11 Kipas.

Sumber : http://olx.co.id/kipas-bekas//


29

3.3.3 Alat bantu penelitian

Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian sebagai

berikut :

a. Penampil suhu digital dan termokopel

Termokopel berfungsi untuk mengukur perubahan suhu atau temperatur

pada saat pengujian. Cara kerja dari alat ini dengan menempelkan atau

menggantungkan ujung termokopel pada bagian yang akan diukur, maka suhu

akan ditampilkan di layar penampil suhu digital. Gambar penampil suhu digital

dan termokopel disajikan pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Penampil suhu digital dan termokopel.

Sumber : http://id.aliexpress.com/termokopel//

b. Timbangan digital

Timbangan digital diperlukan untuk mengukur berat pakaian dalam

pengujian. Gambar timbangan digital disajikan pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13 Timbangan digital.

Sumber : http://fjb.m.kaskus.co.id/timbangan-digital//


30

c. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk

pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 15 menit.

Gambar stopwatch disajikan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Stopwatch.

Sumber : http://fjb.m.kaskus.co.id/stopwatch//

3.4 Tata Cara Penelitian

3.4.1 Alur pelaksanaan penelitian

Alur pelaksanaan penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir

yang tersedia pada Gambar 3.15


31

Tidak baik

Baik

Gambar 3.15 Diagram alir untuk penelitian.

Mulai

Perancangan mesin pengering kaos

kaki

Persiapan alat dan bahan

Pembuatan mesin pengering kaos kaki dan

lemari pengering

Pemvakuman dan pengisian refrigeran

R134a pada mesin dehumidifier

Uji coba

Pengambilan data

Pengolahan, analisis data/pembahasan,

kesimpulan, dan saran.

Selesai


32

3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Kaos Kaki

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin pengering kaos

kaki yaitu :

a. Merancang bentuk dan model pengering kaos kaki.

b. Membuat rangka mesin pengering dan lemari pengering dari besi hollow.

c. Memasang papan kayu (triplek) sebagai alas komponen mesin siklus kompresi

uap, seperti : kompresor, evaporator, kondensor, dan kipas.

d. Pemasangan tampungan air dari evaporator dan pemasangan kipas.

e. Pemasangan komponen siklus kompresi uap yang terdiri dari evaporator,

kondensor, filter, dan kompresor. Seperti pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16 Pemasangan komponen..

f. Pemasangan pipa kapiler, pipa-pipa tembaga, dan pengelasan sambungan antar

pipa.

g. Pemasangan pressure gauge.

h. Pemasangan pintu.

i. Pemasangan komponen kelistrikan dan perkabelan mesin pengering.

j. Pembuatan lemari pengering kaos kaki.

k. Pemasangan kipas exhaust.

l. Pembuatan dan pemasangan rangka peletakan hanger.

3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a

Sebelum pengisian refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu proses

pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan.


33

3.4.3.1 Proses Pemetilan

Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang pada mesin, dengan

cara yaitu :

a. Menghidupkan kompresor dan menutup pentil.

b. Menuang metil pada tutup botol, sampai penuh.

c. Meletakkan tutup botol metil tersebut pada ujung pipa kapiler, maka metil akan

dihisap oleh pipa kapiler tersebut, sampai habis.

d. Mematikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar filter.

3.4.3.2 Proses Pemvakuman

Merupakan proses menghilangkan uap air, udara, dan kotoran yang terjebak

dalam siklus mesin pengering. Berikut adalah langkah-langkah pemvakuman

mesin pengering:

a. Mempersiapkan Pressure gauge serta selang berwarna biru (low pressure) yang

dipasang pada pentil yang sudah dipasang pada dopnya dan selang berwarna

merah (high pressure), yang dipasang pada tabung refrigeran.

b. Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran refrigeran

diposisikan tertutup.

c. Menghidupkan kompresor, maka secara otomatis udara yang terjebak pada

siklus akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan

lubang keluar filter.

d. Memastikan udara yang terjebak dalam siklus sudah habis. Untuk memastikan

udara yang terjebak telah habis dengan cara menyalakan korek api dan ditaruh

di depan ujung potongan pipa kapiler.

e. Mencek jarum pressure gauge menunjukkan angka 0 psig.

f. Mencek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan katup dengan busa

sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut

masih mengalami kebocoran.

g. Setelah dipastikan tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya mengelas ujung

potongan pipa kapiler tersebut.


34

3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a

Langkah-langkah pengisian refrigeran pada mesin pengering :

a. Pasang salah satu selang pressure gauge berwarna biru pada katup pengisian

(katup tengah) pressure gauge, kemudian ujung selang pressure gauge satunya

pada katup refrigeran R134a. Seperti pada Gambar 3.17.

Gambar 3.17 Katup pengisian refrigeran.

Sumber : http://www.omega.com/pressuregauge//

b. Hidupkan kompresor dan buka kran pada katup tabung refrigeran secara

perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high pressure gauge mencapai tekanan

yang diinginkan, tutup kran pada katup tabung refrigeran.

c. Setelah refrigeran terisi ke dalam siklus mesin, lepaskan selang pressure

gauge. Cek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun untuk

mengetahui terjadinya kebocoran.

3.4.4 Skematik Pengambilan Data

Untuk mempermudah pemahaman tentang kerja mesin pengering kaos kaki

dan sistem kerjanya ditampilkan dalam skematik mesin pengering kaos kaki yang

diteliti tersaji pada Gambar 3.18 :


35

Gambar 3.18 Skematik pengambilan data.

Keterangan pada Gambar 3.18 skematik mesin pengering kaos kaki :

a. Termokopel (Tin)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering sebelum masuk

mesin pengering.

b. Termokopel (T1)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah

melewati evaporator.

c. Termokopel (T2)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah

melewati kompresor

d. Termokopel (T3)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah melewati

kondensor.


36

e. Termokopel (T4)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering yang masuk ke

dalam lemari pengering.

f. Termokopel (Tout)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering setelah keluar

dari mesin pengering.

g. Pressure gauge (P1)

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang masuk

kompresor.

h. Pressure gauge (P2)

Pressure gauge berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang keluar

kompresor.

3.4.4.1 Cara Pengambilan Data

Langkah langkah pengambilan data, dilakukan dengan cara sebagai berikut :

a. Penelitian dilakukan di tempat terbuka dan pada musim hujan, di bulan

Desember. Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini

diabaikan, karena suhu sekitar dan kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai

cuaca.

b. Memastikan bahwa termokopel, dan timbangan digital yang digunakan sudah

dikalibrasi.

c. Memastikan bahwa kipas bekerja dengan baik, serta memastikan saluran

pembuangan air tidak tersumbat.

d. Meletakkan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditentukan.

e. Menyalakan mesin pengering kaos kaki, kipas 1, dan kipas 2.

f. Mencatat massa kosong ( rangka dan hanger). Selanjutnya timbang dan catat

massa kaos kaki kering (MKK)

g. Menutup semua pintu lemari pengering dan ditunggu sampai 30 menit guna

mesin mencapai suhu kerja yang konstan.


37

h. Membasahi dan memeras kaos kaki sampai air tidak menetes kembali.

Kemudian menimbang dan catat massa kaos kaki basah (MKB).

i. Mencek tekanan P1 dan P2, kemudian menutup semua pintu.

j. Data yang dicatat per 15 menit, antara lain :

MKBt : Massa kaos kaki basah saat t, (kg).

Tin : Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, (˚C).

T1 : Suhu udara kering setelah melewati evaporator, (˚C).

T2 : Suhu udara kering setelah melewati kompresor, (˚C).

T3 : Suhu udara kering setelah melewati kondensor, (˚C).

T4 : Suhu udara kering yang masuk lemari pengering, (˚C).

Tout : Suhu udara kering yang keluar dari lemari pengering, (˚C).

P1 : Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, (Psig).

P2 : Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, (Psig).

k. Hasil data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat bantu dan

jumlah massa kaos kaki dikurangi massa kosong.

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

Massa kaos

kaki basah

saat t = 0

(mt)

Massa kaos

kaki basah

saat – t

(mt + Δt)

Perbedaan

massa

Δm =

mt – (mt + Δt)

Kondisi

Udara Luar

Tdb Twb

menit kg Kg kg kg ˚C ˚C


38

Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

Tekanan

Kerja

Suhu kering

udara setelah

melewati

Suhu udara

setelah

melewati

kondensor

Suhu udara

dalam ruang

pengering

kaos kaki

Suhu udara

keluar

pengering

kaos kaki Evap Komp

Pevap Pkomp T1 T2 T3 = Tdb Twb T4 = Tdb Twb T5 = Tdb Twb

Psig Psig ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C

3.5 Cara Menganalisis Hasil dan Menampilkan Hasil

Cara yang digunakan untuk manganalisis hasil menampilkan hasil, sebagai

berikut :

a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukkan dalam tabel seperti Tabel 3.1.

Kemudian menghitung rata – rata dari 4 kali percobaan tiap variasinya.

b. Menghitung massa air yang menguap dari kaos kaki (M1) tiap variasinya.

Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1) dapat dihitung dengan Persamaan

(3.1).

M1 = MKBA – MKK (3.1)

dengan M1 adalah massa air yang menguap dari kaos kaki, MKBA adalah

massa kaos kaki basah awal, dan MKK adalah massa kaos kaki kering.

c. Mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dangan menggunakan

P – h diagram, seperti pada Gambar 3.19. Untuk dapat menggunakan P – h

diagram, tekanan refrigeran P1 dan P2 harus dikonversikan dari satuan Psig ke

Mpa.

d. Mencari kelembaban spesifik udara setelah melewati kondensor (wF), dan

mencari kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wH)

menggunakan psychrometric chart.


39

e. Menghitung massa air yang berhasil diuapkan (∆w) tiap variasi. Massa air yang

berhasil diuapkan (∆w) adalah kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wH) dikurangi kelembaban spesifik setelah melewati kondensor

(wF).

f. Menghitung laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering

(ṁudara) tiap variasi. Laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang

pengering (ṁudara) adalah debit udara (Qudara) dikali densitas udara (ρudara)

sebesar 1,2 kg/m3.

g. Menghitung kemampuan mesin pengering kaos kaki untuk menguapkan massa

air (M2). Kemampuan mesin pengering kaos kaki untuk menguapkan massa air

(M2) adalah laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering

(ṁudara) dikalikan massa air yang berhasil diuapkan (∆w) dikalikan 3600 menit.

h. Untuk memudahkan pembahasan, hasil – hasil perhitungan proses pengeringan,

maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang

dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian dan hasil penelitian orang

lain.

3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan.

Kesimpulan merupakan inti sari hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus

menjawab tujuan dari penelitian.


40


41

BAB IV

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil yang didapatkan dalam penelitian mesin pengering kaos kaki sistem

terbuka dengan variasi perasan menggunakan tangan dan pengeringan dengan

menggunakan mesin cuci meliputi : massa kaos kaki kering, massa kaos kaki

basah awal, massa kaos kaki basah saat t, tekanan refrigeran yang masuk

kompresor (P1), tekanan refrigeran yang keluar kompresor (P2), suhu udara kering

sebelum masuk mesin pengering (Tin), suhu udara kering setelah melewati

evaporator (T1), suhu udara kering setelah melewati kompresor (T2), suhu udara

kering setelah melewati kondensor (T3), suhu udara kering di dalam lemari

pengering (T4), suhu udara kering keluar dari mesin pengering (Tout). Pengujian

dilakukan dengan 4 kali pengujian setiap variasinya, kemudian dihitung hasil rata-

ratanya. Untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan, hasil rata- rata akan

disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan.

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

Massa kaos

kaki basah

saat t = 0

(mt)

Massa kaos

kaki basah

saat – t

(mt + Δt)

Perbedaan

massa

Δm =

mt – (mt + Δt)

Kondisi

Udara Luar

Tdb Twb

menit kg kg kg kg ˚C ˚C

15

0,97 2,3

1,9 0,4

28 25

30 1,75 0,15

45 1,53 0,22

60 1,39 0,14

75 1,26 0,13

90 1,15 0,11

105 1,06 0,09

120 1 0,06

135 0,94 0,06


42

Tabel 4.1 Lanjutan data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan

perasan tangan.

Tekanan

Kerja

Suhu kering

udara setelah

melewati

Suhu udara

setelah

melewati

kondensor

Suhu udara

dalam ruang

pengering

kaos kaki

Suhu udara

keluar

pengering

kaos kaki Evap Komp



30 225

18,07 32,9 47,35

28

40,7

29

38,5

29

18,1 32,95 48,05 41,4 39,6

18,07 33,3 48,45 41,4 35,6

16,77 33 48,45 41,6 35,6

17,02 33,15 48,87 42,1 35,7

16,92 33 48,75 42 36

17,82 33,2 48,72 42 36,2

17,32 32,75 47,95 42,3 40,7

18,15 32,82 48,52 42,3 40,5

Untuk variasi pengeringan dengan bantuan mesin cuci, mesin cuci yang

digunakan adalah mesin cuci Electrolux EW-F10741 dengan kapasitas 7 kg,

kemudian kaos kaki dikeringkan dengan kecepatan 1000 rpm selama 5 menit.

Hasil rata- rata dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan perasan mesin

cuci

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

Massa

kaos kaki

basah

saat t = 0

(mt)

Massa

kaos kaki

basah

saat – t

(mt + Δt )

Perbedaan

massa

Δm =

mt – (mt + Δt)

Kondisi Udara

Luar

Tdb Twb

menit kg kg kg kg ˚C ˚C

15 0,97 1,12

1,02 0,1 28 25

30 0,95 0,07


43

Tabel 4.2 Lanjutan data hasil rata-rata untuk pengeringan kaos kaki dengan

perasan mesin cuci

Tekanan

Kerja

Suhu kering

udara setelah

melewati

Suhu udara

setelah melewati

kondensor

Suhu udara

dalam ruang

pengering kaos

kaki

Suhu udara

keluar pengering

kaos kaki Evap Komp



30 225 18,5 29,1 44,5

28 39,5

29 34,9

29 18,3 29,3 46,1 42,5 36,2

Sebagai perbandingan berikut disajikan Tabel 4.3, yang menampilkan data

pengeringan kaos kaki menggunakan sinar matahari.

Tabel 4.3 Pengeringan kaos kaki dengan cahaya matahari variasi perasan tangan

Waktu

Massa

kaos kaki

kering

Massa

kaos kaki

basah saat

t = 0

(mt)

Massa kaos

kaki basah

saat – t

(mt + Δt)

Perbedaan

Massa

Δm =

mt – (mt + Δt)

menit kg kg kg kg

15

0,97 2,3

2,12 0,18

30 1,96 0,16

45 1,84 0,12

60 1,66 0,18

75 1,52 0,14

90 1,35 0,17

105 1,2 0,15

120 1,08 0,12

135 0,99 0,09

150 0,95 0,04


44

Tabel 4.3 Lanjutan pengeringan kaos kaki dengan cahaya matahari variasi perasan

mesin cuci

Waktu

Massa

kaos kaki

kering

Massa

kaos kaki

basah saat

t = 0

(mt)

Massa kaos

kaki basah

saat – t

(mt + Δt)

Perbedaan

Massa

Δm =

mt – (mt + Δt)

menit kg kg kg kg

15 0,97 1,12 1,09 0,03

30 0,97 1,12 1 0,09

45 0,97 1,12 0,96 0,04

4.2 Perhitungan

a. Perhitungan massa air yang menguap dari kaos kaki (M1).

Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1) dapat dihitung dengan

Persamaan (3.1). Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1) adalah massa kaos

kaki basah (MKB) dikurangi massa kaos kaki kering (MKK). Sebagai contoh

perhitungan untuk mencari nilai M1 untuk pengeringan kaos kaki dengan bantuan

perasan tangan sebagai berikut :

M1 = (MKB) - (MKK)

= (2,3 – 0,97) kg

= 1,33 kg

Hasil perhitungan untuk metode perasan mesin cuci dapat dilihat pada Tabel 4.4.


45

Tabel 4.4 Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1)

Perlakuan

Jumlah

kaos kaki

(pasang)

Massa

total awal

kaos kaki

kering

Massa total awal kaos kaki

basah pada menit ke - 0

Perasan tangan dan

dikeringkan dengan

mesin pengering

25 0,97 2,3

Perasan mesin cuci

dan dikeringkan

dengan mesin

pengering

25 0,97 1,12

Perasan tangan dan

dikeringkan dengan

cahaya matahari

25 0,97 2,3

Perasan mesin cuci

dan dikeringkan

dengan cahaya

matahari

25 0,97 1,12

Tabel 4.4 Lanjutan tabel massa air yang menguap dari kaos kaki (M1)

Massa kaos kaki basah setelah mengalami

proses pengeringan selama t menit, kg

Massa air

keluar dari

kaos kaki

selama

proses

pengeringan Menit ke -

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

Δm, kg

1,9 1,75 1,53 1,39 1,26 1,15 1,06 1 0,94 - 1,36

1,02 0,95 - - - - - - - - 0,17

2,12 1,96 1,84 1,66 1,52 1,35 1,2 1,08 0,99 0,95 1,35

1,09 1 0,96 - - - - - - - 0,16

b. Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap)

Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap) dapat dicari

menggunakan P-h diagram pada Gambar 4.1. Dengan diketahui tekanan refrigeran

yang masuk ke dalam kompresor dan tekanan refrigeran keluar kompresor maka

dapat diketahui suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor :


46

P1 = ( 30 psi x 0,0069 MPa/psi ) + 0,101325 MPa

= 0,207 MPa + 0,101325 MPa

= 0,308 MPa

P2 = ( 225 psi x 0,0069 MPa/psi ) + 0,101325 MPa

= 1,5525 MPa + 0,101325 MPa

= 1,653 MPa

Gambar 4.1 Suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator.

Dari Gambar 4.1 untuk tekanan kerja evaporator (tekanan rendah) P1 = 0,308 MPa

suhu kerja evaporator (Tevap) sebesar 2ᵒC dan untuk tekanan kerja kondensor

(tekanan tinggi) P2 = 1,653 MPa suhu kerja kondensor (Tkond) sebesar 58ᵒC.

c. Kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering (wF) dan kelembaban

spesifik udara setelah keluar dari lemari pengering (wH).

Kelembaban spesifik udara masuk ruangan pengering (wF) dan kelembaban

spesifik udara setelah keluar dari lemari pengering (wH) dapat dicari dengan


47

menggunakan psychrometric chart. Kelembaban spesifik udara masuk ruang

pengering (wF) dapat diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik F atau

suhu udara setelah melewati evaporator dan kondensor. Kemudian kelembaban

spesifik udara setelah keluar dari mesin pengering (wH) dapat diketahui melalui

garis kelembaban spesifik pada titik H atau suhu setelah udara melewati kaos kaki

basah. Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik udara masuk ruangan

pengering (wF) dan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari lemari

pengering (wH) untuk proses pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan pada

menit ke-15 disajikan melalui Gambar 4.2 :

d. Menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw)

Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan menggunakan

Persamaan (2.2). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban

spesifik udara setelah keluar dari mesin pengering (wH) dikurangi kelembaban

spesifik udara masuk ruangan pengering (wF). Sebagai contoh perhitungan massa

air yang berhasil diuapkan (Δw) pada proses pengeringan kaos kaki dengan

perasan tangan pada menit ke-15 adalah sebagai berikut :

Δw = ( wH – wF )

= ( 0,0216 – 0,0134 ) kgair/kgudara

= 0,0082 kgair/kgudara

e. Perhitungan laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering

(ṁudara)

Laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering (ṁudara) dapat

dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.4). Laju aliran massa udara pada

saluran masuk ruang pengering (ṁudara) adalah massa air yang diuapkan (M2)

dibagi massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dikalikan 3600 detik. Sebagai

contoh perhitungan laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering

(ṁudara) untuk proses pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan pada menit

ke-60 adalah sebagai berikut :

M2 = ṁudara . Δw . 3600

ṁudara = (M2 / (Δw . 3600))

= (0,91 / (0,0108 . 3600))

= 0,023 kgudara/s


48

f. Perhitungan kecepatan udara (v)

Kecepatan udara dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.3),

yaitu laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang pengering dibagi dengan

luas kipas dikalikan massa jenis udara sebesar 1,2 kg/m3. Sebagai contoh

perhitungan kecepatan udara (v) pada proses pengeringan kaos kaki dengan

perasan tangan pada menit ke-60 adalah sebagai berikut :

ṁudara = Qudara . ρudara

= ( π . r2 . v) . ρudara

v = ṁudara / ( π . r2 . ρudara)

= 0,023 / ((π . (19 cm)2 / 10000) . 1,2)

= 0,023 / 0,136

= 0,169 m/s

Gambar 4.2 Psychrometric chart perasan tangan, 15 menit.


49

Keterangan pada Gambar 4.2 :

Titik A : Kondisi udara luar

Titik B : Suhu udara setelah melewati evaporator (T1)

Titik C : Suhu kerja evaporator

Titik D : Suhu udara setelah melewati kompresor (T2)

Titik E : Suhu kerja kondensor

Titik F : Suhu udara setelah melewati kondensor (T3)

Titik G : Suhu udara di dalam lemari pengering (T4)

Titik H : Suhu keluar lemari pengering (T5)


perasan tangan

No Waktu wF wH Δw M2 ṁudara v Q

menit kgair/

kgudara

kgair/

kgudara

kgair/

kgudara

kgair/

jam

kgudara/

detik m/s

m3/

detik

1 15 0,0134 0,0216 0,0082 0,4 0,013 0,095 0,011

2 30 0,0134 0,0212 0,0078 0,55 0,019 0,139 0,016

3 45 0,013 0,0228 0,0098 0,8 0,022 0,161 0,018

4 60 0,012 0,0228 0,0108 0,91 0,023 0,169 0,019

5 75 0,0124 0,0228 0,0104 1,04 0,027 0,198 0,023

6 90 0,012 0,0226 0,0106 1,15 0,03 0,22 0,025

7 105 0,0128 0,0224 0,0096 1,24 0,035 0,257 0,029

8 120 0,0124 0,0204 0,008 1,3 0,045 0,33 0,037

9 135 0,013 0,0206 0,0076 1,36 0,049 0,36 0,041


perasan mesin cuci

No Waktu wF wH Δw M2 ṁudara v Q

menit kgair/

kgudara

kgair/

kgudara

kgair/

kgudara

kgair/

jam

kgudara/

detik m/s

m3/

detik

1 15 0,0136 0,0232 0,0096 0,1 0,0028 0,021 0,0024

2 30 0,0132 0,0224 0,0092 0,17 0,0051 0,037 0,0042

4.3 Pembahasan

Hasil penelitian yang telah dilakukan menghasilkan mesin pengering kaos

kaki yang dapat bekerja secara baik dan terus menerus tanpa terjadi hambatan dan


50

gangguan. Dengan kondisi udara di dalam lemari pengering sebelum penelitian

dilakukan, memiliki kondisi yang sama dengan kondisi udara luar, rata–rata

sekitar Tdb=28˚C dan Twb=25˚C. Ketika mesin bekerja kondisi udara disetiap

posisi berubah–ubah terhadap waktu sesuai dengan posisi dimana udara berada.

Kondisi udara diposisi setelah melewati evaporator dapat mencapai suhu kering

rata–rata 17,5˚C. Kondisi udara masuk lemari pengering dapat mencapai 40,7-

42,3˚C. Hal ini disebabkan karena kondisi udara setelah melewati evaporator

udara kemudian dilewatkan terlebih dahulu melalui kompresor dan kondensor.

Suhu kerja evaporator mampu mengembunkan uap air dari udara yang

melewatinya dan kompresor mampu memberikan kenaikan suhu udara yang

semula rata-rata 17,5˚C dari evaporator menjadi 33˚C. Suhu udara ini kemudian

meningkat lagi menjadi sekitar 47,35-48,87˚C setelah melewati kondesor. Udara

panas yang melewati kondensor disirkulasikan secara terus menerus ke dalam

lemari pengering dengan menggunakan kipas angin. Mesin pengering kaos kaki

ini dapat bekerja pada saat ada beban atau ada kaos kaki basah yang dikeringkan

dengan suhu kering sekitar 41,64˚C dan suhu basah sekitar 29˚C.

Pada saat lemari pengering bekerja dengan beban, kondisi udara yang

dihasilkan di dalam lemari pengering berbeda ketika mesin pengering bekerja

tanpa beban. Suhu kering yang dicapai lebih rendah dibandingkan dengan bekerja

tanpa beban, dan suhu udara basah yang dicapai lebih tinggi dibandingkan tanpa

beban, atau kelembaban udara yang dimiliki menjadi lebih tinggi. Penurunan suhu

udara kering disebabkan adanya kalor yang terserap oleh udara yang digunakan

untuk memanaskan dan juga untuk menguapkan air yang ada di dalam kaos kaki,

saat udara meningkatkan dan memanaskan kaos kaki. Sedangkan kenaikan

kelembaban udara, disebabkan karena kandungan uap air yang ada di udara

bertambah. Pertambahan ini disebabkan oleh adanya perpindahan massa air dari

kaos kaki yang basah ke udara.

Dari Tabel 4.4 dapat disimpulkan bahwa waktu yang diperlukan untuk

mengeringkan kaos kaki tergantung pada massa awal kaos kaki basah. Semakin

basah kaos kaki, maka semakin lama juga waktu yang diperlukan untuk

mengering. Waktu tercepat untuk mengeringkan kaos kaki basah adalah sebelum


51

dikeringkan di dalam lemari pengering kaos kaki basah harus diperas dahulu

dengan batuan mesin cuci.

Gambar 4.3 Massa air pada proses pengeringan kaos kaki untuk beberapa kondisi.

Gambar 4.3 menunjukan bahwa waktu yang diperlukan untuk mengeringkan

25 pasang kaos kaki basah hasil perasan mesin cuci hanya sekitar 30 menit.

Sedangkan untuk mengeringkan 25 pasang kaos kaki basah hasil perasan tangan

membutuhkan waktu 135 menit. Selain itu, mesin pengering kaos kaki ini lebih

efisien dibandingkan mengeringkan kaos kaki dengan menggunakan cahaya

matahari, walaupun hanya selisih 15 menit. Jika dikeringkan dengan cahaya

matahari dengan perasan tangan, kaos kaki tersebut membutuhkan waktu sekitar

150 menit untuk mengering, sedangkan dengan perasan mesin cuci lalu

dikeringkan dengan cahaya matahari membutuhkan waktu sekitar 45 menit untuk

mengering.


52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Hasil dari penelitian pengering kaos kaki yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa :

a. Mesin pengering kaos kaki dengan sistem kompresi uap berhasil dibuat dan

dapat bekerja sesuai fungsinya. Mesin pengering kaos kaki ini dapat bekerja

pada saat ada beban atau ada kaos kaki basah yang dikeringkan dengan suhu

udara kering sekitar 41,64˚C dan suhu udara basah sekitar 29˚C.

b. Mesin pengering mampu mengeringkan 25 pasang kaos kaki berbahan katun

ukuran dewasa dalam kondisi basah hasil perasan tangan dalam waktu 135

menit dan mampu mengeringkan 25 pasang kaos kaki basah hasil perasan

mesin cuci dalam waktu 30 menit.

5.2 Saran

Dari hasil proses penelitian mesin pengering kaos kaki sistem kompresi uap

yang telah dilakukan ada beberapa saran yang dapat dikemukakan :

a. Perlu adanya penambahan beberapa lampu, supaya kecepatan pengeringan

bertambah besar.

b. Pada penelitian selanjutnya lebih baik menambahkan kipas untuk menyedot dan

membuang udara di dalam lemari pengering, supaya kaos kaki mendapatkan

udara kering yang baru untuk mempercepat pengeringan.

c. Pada penelitian selanjutnya lebih baik evaporator, kompresor, dan kondensor

pada mesin pengering menggunakan yang baru, agar dapat bekerja lebih bagus.


53

DAFTAR PUSTAKA

Deug, 2006, Composite washing system.

www.compositewashingsystem.googleapis.com/pdfs/US8,695,228.pdf

Fernandes, 2008, Moisture removal system.

www.moistureremovalsystem.googleapis.com/pdfs/US8,056,252.pdf

Liang, 1991, Cloth Drying Machine.

www.clothdryingmachine.googleapis.com/pdfs/US5,152,077.pdf

Robert, 2004, Low temperature clother dryer.

www.lowtemperatureclotherdryer.googleapis.com/pdfs/US7,191,516.pdf

Watson, 2009,Drying drawer and method of drying.

www.dryingdrawerandmethodofdrying.googleapis.com/US8.245.414.pdf

Ricardo, 2014, Rancang bangun kondensor untuk mesin pengering pakaian.

http://id-text.123doc.org/document/10484-rancang-bangun-kondesor.htm

Nur, 2008, Model pengering siklus kompresi uap.

http://mesin.polnep.ac.id/48/

Ambarita, 2000, Perancangan dan simulasi refrigerasi siklus kompresi uap.

https://www.researchgate.net/publication/42322626

Yefri, 2011, Siklus refrigerasi kompresi uap

http://blogmechanical.blogspot.co.id/2011/08/siklus-refrigerasi-kompresi/


http://www.compositewashingsystem.googleapis.com/pdfs/US8,695,228.pdf

http://www.moistureremovalsystem.googleapis.com/pdfs/US8,056,252.pdf

http://www.clothdryingmachine.googleapis.com/pdfs/US5,152,077.pdf

http://www.lowtemperatureclotherdryer.googleapis.com/pdfs/US7,191,516.pdf

http://www.dryingdrawerandmethodofdrying.googleapis.com/US8.245.414.pdf

http://id-text.123doc.org/document/10484-rancang-bangun-kondesor.htm

http://mesin.polnep.ac.id/48/

https://www.researchgate.net/publication/42322626

http://blogmechanical.blogspot.co.id/2011/08/siklus-refrigerasi-kompresi/

54

LAMPIRAN

A. Foto alat yang digunakan dalam penelitian

Gambar A.1 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka.

Gambar A.2 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka.


55


56


57


58


59


60


61


62


63


64


65


PENGERING KAOS KAKI DENGAN MENGGUNAKAN MESIN … · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN...

Documents

Transcript of PENGERING KAOS KAKI DENGAN MENGGUNAKAN MESIN … · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN...