PENGERING KAOS KAKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS …repository.usd.ac.id/4502/2/125214039_full.pdf ·...

i

PENGERING KAOS KAKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS

KOMPRESI UAP DENGAN DUA EVAPORATOR TERSUSUN

SERI

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat S-1 Teknik Mesin

oleh :

Daniel Danu Waskito

NIM : 125214039

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

WITH 2 SERIAL EVAPORATORS STRUCTURE

FINAL PROJECT

As Partical Fullfillment of The Requirements

to Obtains Sarjana Teknik in Mechanical Engineering

by :

Daniel Danu Waskito

Student Number : 125214039

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


PENGERING KAOS KAKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS

KOMPRESI UAP DENGAN DUA EVAPORATOR TERSUSUN

SERI

Dipersiapkan dan disusun oleh:

Daniel Danu Waskito

NIM :125214442Telah dipetahankan di depan Dewan Penguji

Pada tanggal 22 Maret 2016

Susunan Dewan Penguji

Ketua

Sek菫試aJに

Anggota

Nama Lcngkap

:Doddy Pllrwadianto,S.T。 ,M.T.

:A.Prasetyadi,S.Si.,M.Si.

:Iro PK P―adi,M.T.

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratanuntuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta 22 Maret 20 I 6Fakultas Sains dan TeknologiUniversias Sanata Dharma

Dekan,

Mmgkasi,Ph.D.

lV


「

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaarl di suatu Perguruan

Tinggi, dan separliang sepengetatruan sayajuga tidak terdapat karya atau pendapat

yang pematr ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutl

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUttAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawatr ini saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama

NomorMahasiswa

:Daniel Danu Waskito

:125214039

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharna karya ilmiah yang berjudtrl :

Pengering kaos kaki menggunakan mesin siklus kompresi uap dengan dua

evaporator tersusun seri

Berserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untukkepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya rurmun memberikan

royalty kepada saya selama tetap mencantumkan narna saya sebagai penulis.

Demikianpemyataan ini saya buat dengan sebenarnya

Yogyakarta, 22 Marct 2016

Vl

Daniel Danu Waskito


vii

ABSTRAK

Dunia industri di Indonesia dari tahun ke tahun terus berkembang,

contohnya industri obat dan makanan. Industri-industri tersebut menuntut para

pekerjanya agar tetap steril dalam bekerja, dengan menggunakan pakaian, kaos

kaki, sarung tangan , dan penutup kepala. 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. Oleh karena itu diperlukan mesin khusus yang fungsinya untuk

mengeringkan pakaian, sarung tangan, kaos kaki, sepatu, dan lain-lain.

Tujuan penelitian ini adalah merancang dan merakit mesin pengering kaos

kaki tanpa melibatkan energi surya serta mengetahui kecepatan pengeringan dari

mesin pengering kaos kaki yang telah dibuat.

Penelitian ini di lakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Mesin Pengering yang diteliti dalam bekerjanya

mempergunakan siklus kompresi uap. Komponen utama mesin siklus kompresi

uap meliputi : kompresor, kondensor, evaporator dan pipa kapiler. Daya

kompresor sebesar 1,5 PK, serta meggunakan refrigeran R134a. Ukuran

komponen utama yang lain menyesuaikan besarnya kompresor dan

mempergunakan ukuran yang sesuai yang ada dipasaran. Mesin bekerja dengan

siklus terbuka. Penelitian ini di lakukan dengan memvariasikan metode

pemerasan, yaitu perasan dengan tangan dan perasan 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 42,4oC dan pada suhu basah 30oC. Mesin

pengering mampu mengeringkan 25 pasang kaos kaki dewasa berbahan katun

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

hasil perasan dengan mesin cuci dalam waktu 15 menit.

Kata kunci : Mesin pengering kaos kaki, sistem terbuka.


viii

ABSTRACT

Industrial sector in Indonesia from year to year is growing, example

food and drugs industry. These industries require workers to keep sterile, by using

clothing, socks, gloves, and cap . The problem is how to dry clothes, gloves,

socks, and shoes which used everyday by employees of factory / industrial can be

resolved, especially during the rainy season. Because of that, the factory need a

machine which have specific function to dry clothes , gloves, socks, and cap.

This research have purpose to make socks dryer machine without solar

energy, and also we can know how long this socks dryer machine take time to dry

wet socks.

This research took palce in the Laboratory of Mechanical Engineering

Sanata Dharma University in Yogyakarta. This socks dryers machine using vapor

compression cycle. Main components of the machine are : compressor, condenser,

evaporator and capillary tube. Compressor have power of 1.5 PK, as well as

receipts Refrigerant R134a. Main Components of other sizes which adjust the

compressor and use the size matching components in the market. This machine

using open system. This research have 2 methods wash machine dryer and manual

by hand.

From this research we can know, this machine can works well. This

machine can works in dry temperature 42,4oC and wet temperature 30oC. Socks

dryer machine can drying 25 pairs socks on wet conditions only need 135

Minutes, and by wash machine dryer only need 15 minutes.

Keywords: Socks dryer 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 untuk setiap mahasiswa

prodi Teknik Mesin mendapatkan gelar sarjana S-1 pada prodi 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.

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

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus sebagai Dosen Pembimbing

Skripsi.

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

4. Andreas Parjana dan Emiliana Wartini sebagai orang tua saya, yang telah

memberi motivasi dan dukungan kepada penulis, baik secara materi maupun

spiritual.

5. Yosep Purbo Kurniaji dan Fransiska Rika Hebriella, yang terus memberi

semangat kepada penulis.


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

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan

memberikan berbagai ilmu penegetahuan yang sangat membantu dalam

penyusunan skripsi.

7. Seluruh keluarga besar Sastodiyono yang tidak bisa saya sebutkan satu

persatu terima kasih atas segala dukungan yang telah diberikan kepada

penulis.

8. Teman-teman OMK Seyegan, Damar, Reno, Sinta, Tasia, Ucoh Bene

Stoking, Atta, Panjio Mas Gilang, Bung Dody, Bang Eko, Fajar, Agus, Mas

Andre, Mas Bowil Ha Mas Jatniko, lvlbak It4 Mbak Nande dan semua yang

tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan kegembiraan,

saran dan kekoplakannya.

9. 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 upup* selama penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini

masih banyak kektrangan yang perlu diperbaiki, rmtuk itu penulis mengharapkan

masukan, kdtik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakawry4

Semoga skripsi ini dapat berrranfaat bagi penulis maupun pembaca Terima

Kasih.

Yogyakarta, 22 Maret 201 6

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

KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS………………………….. vi

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

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

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

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

DAFTAR TABEL……………………………………………………………. xiv

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… xv

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

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

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

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

1.4 Batasan Masalah……………………………………………..….. 3

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


xii

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA…………………….. 5

2.1 Dasar Teori……………………………………………………… 5

2.1.1 Metode - metode Pengeringan Kaos Kaki……………….... 5

2.1.2 Dehumidifier…...…………………………………………. 7

2.1.3 Parameter Dehumidifier …………………………………. 9

2.1.4 Psychrometric Chart……………………………………... 15

2.1.4.1 Proses-proses Yang Terjadi Pada Udara Dalam

Psychrometric Chart………………………………. 17

2.1.5 Mesin Siklus Kompresi Uap……………………………… 20

2.2 Tinjauan Pustaka ……………………………………………….. 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.....………………………………… 27

3.1 Obyek Penelitian ..............……………………………………… 27

3.2 Variasi Penelitian ......................................................................... 28

3.3 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Kaos kaki……….. 28

3.3.1 Peralatan Untuk Pemuatan ............………………………. 28

3.3.2 Bahan dan Komponen Mesin ...............…….……………. 30

3.3.3 Peralatan Bantu Penelitian ……………….......………….. 36

3.4 Tata Cara Penelitian…………………………………………….. 38

3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian………………...……………. 38

3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Kaos kaki………………….. 39

3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a ...........……………… 40

3.4.3.1 Proses Pemetilan ..................................................... 40

3.4.3.2 Proses Pemvakuman ............................................... 40


xiii

3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a ....................... 41

3.4.4 Skematik Pengambilan Data …………………………….. 42

3.4.5 Langkah – langkah Pengambilan Data…………………… 44

3.5 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil…………………….. 46

3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan………………………………… 48

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN, DAN PEMBAHASAN.. 49

4.1 Hasil Penelitian………………………………………………….. 49

4.2 Perhitungan ....…………………………………………………... 52

4.3 Pembahasan ........……………………………………………….. 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 63

5.1 Kesimpulan ….………………………………………………….. 63

5.2 Saran ...................……………………………………………….. 63

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 65

LAMPIRAN ..................................................................................................... 66

A Foto alat yang digunakan dalam penelitian .................................. 66

B Grafik Psycrhometric Chart perasan tangan ................................ 68

C Grafik Psycrhometric Chart perasan mesin cuci ......................... 77


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data ..……....….. 45

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

perasan tangan ....................................................................... 49


perasan mesin cuci ................................................................. 51


panas matahari ....................................................................... 52

Tabel 4.4 Massa air yang menguap dari kaos kaki (M1) ....................... 53

Tabel 4.5 Data hasil pengeringan kaos kaki dengan bantuan

perasan tangan ....................................................................... 58

Tabel 4.6 Data hasil pengeringan kaos kaki dengan bantuan

perasan mesin cuci ................................................................. 59


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Refrigerant Dehumidifier ....................................................... 8

Gambar 2.2 Desiccant Dehumidifier .......................................................... 9

Gambar 2.3 Hygrometer ............................................................................ 10

Gambar 2.4 Termometer bola basah dan termometer bola kering ............. 14

Gambar 2.5 Psychrometric Chart .............................................................. 16

Gambar 2.6 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart .......... 17

Gambar 2.7 Proses penurunan suhu dan pengembunan ............................. 18

Gambar 2.8 Proses pemanasan (heating) ................................................... 19

Gambar 2.9 Proses pendinginan evaporatif ................................................ 20

Gambar 2.10 Siklus kompresi uap …........................................................... 21

Gambar 2.11 P-h diagram siklus kompresi uap …....................................... 22

Gambar 2.12 T-s diagram siklus kompresi uap ............................................ 22

Gambar 3.1 Skematik mesin pengering kaos kaki ..................................... 27

Gambar 3.2 Kaos kaki yang digunakan ..................................................... 28

Gambar 3.3 Besi Hollow ............................................................................ 31

Gambar 3.4 Styrofoam ................................................................................ 31

Gambar 3.5 Kondensor .............................................................................. 32

Gambar 3.6 Pipa Kapiler ............................................................................ 33

Gambar 3.7 Kompresor .............................................................................. 33

Gambar 3.8 Evaporator .............................................................................. 34

Gambar 3.9 Refrigeran R134a ................................................................... 34


xvi

Gambar 3.10 Pressure Gauge ...................................................................... 35

Gambar 3.11 Kipas ....................................................................................... 35

Gambar 3.12 Penampil suhu digital dan termokopel ................................... 36

Gambar 3.13 Timbangan digital ................................................................... 36

Gambar 3.14 Stopwatch ............................................................................... 37

Gambar 3.15 Diagram alir penelitian ........................................................... 38

Gambar 3.16 Pemasangan komponen .......................................................... 39

Gambar 3.17 Katup pengisian refrigeran ..................................................... 41

Gambar 3.18 Skematik pengambilan data .................................................... 42

Gambar 4.1 Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evap (Tevap). 54

Gambar 4.2 Psychrometric chart perasan tangan, 60 menit ...................... 56

Gambar 4.3 Grafik penurunan massa air tiap variasi pada proses

pengeringan kaos kaki ............................................................ 61

Gambar A.1 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka ............................. 66

Gambar A.2 Mesin pengering kaos kaki sistem terbuka ............................. 66

Gambar A.3 Ruang mesin pengering kaos kaki .......................................... 67

Gambar B.1 Psychrometric chart perasan tangan, 15 menit ….................. 68

Gambar B.2 Psychrometric chart perasan tangan, 30 menit ….................. 69

Gambar B.3 Psychrometric chart perasan tangan, 45 menit ...................... 70




Gambar B.7 Psychrometric chart perasan tangan, 105 menit .................... 74


xvii



Gambar C.1 Psychrometric chart perasan mesin cuci, 15 menit ................ 77

Gambar C.2 Psychrometric chart perasan mesin cuci, 30 menit ................ 78


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi panas matahari sudah menjadi sumber kebutuhan sehari-hari yang

digunakan oleh manusia. Beberapa contoh penggunaan energi matahari adalah

sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Matahari, sebagai sumber energi untuk

pengeringan hasil-hasil laut, hasil pertanian, tanaman, pakaian, handuk dan lain-

lain.

Permasalahan yang dihadapi saat ini adalah tentang ketersediaan energi

panas matahari yang tidak menentu ketika musim hujan datang. Diketahui bahwa

negara Indonesia memiliki musim hujan dalam waktu yang cukup lama, sekitar 6

bulan. Pada saat musim hujan datang, warga menjadi kesulitan untuk

mengeringkan pakaian, sepatu, kaos kaki, handuk, dan lain-lain.

Dilihat dari sisi teknologi, terdapat alat pengering yang dapat digunakan

untuk mengeringkan kaos kaki dalam jumlah yang banyak. Namun alat tersebut

masih belum bisa dinikmati oleh masyarakat karena belum dijual bebas di pasaran

dan kalaupun ada harganya masih terlalu mahal. Sehingga hanya perusahaan atau

industri saja yang biasanya memiliki alat pengering kaos kaki karena kebutuhan

industri yang harus menyediakan kaos kaki yang selalu bersih setiap harinya bagi

para karyawannya. Untuk industri farmasi, pabrik susu, industri makanan, mesin

pengering kaos kaki sangatlah diperlukan. Tujuannya adalah untuk mengeringkan

kaos kaki yang setiap hari harus disediakan dalam keadaan bersih dan dalam


2

jumlah yang banyak untuk dipergunakan karyawannya ketika berada di dalam

pabrik. Dengan demikian, proses produksi di dalam pabrik dapat dijaga

kebersihannya.

Untuk mempermudah masyarakat mengeringkan kaos kaki, maka

diperlukan suatu teknologi terapan, supaya masyarakat dapat mengeringkan

dengan mudah apabila sedang terjadi musim hujan yang berkepanjangan.

Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti bermaksud untuk membuat dan

melakukan penelitian mengenai alat pengering kaos kaki dengan menggunakan

mesin siklus kompresi uap dengan 2 evaporator tersusun seri.

1.2 Rumusan Masalah

Di pasaran sulit ditemukan mesin yang dipergunakan untuk mengeringkan

kaos kaki dalam jumlah yang cukup banyak. Untuk industri farmasi, pabrik susu,

industri makanan, mesin pengering kaos kaki sangatlah diperlukan. Tujuannya

adalah untuk mengeringkan kaos kaki yang setiap hari harus disediakan dalam

keadaan bersih dan dalam jumlah yang banyak untuk dipergunakan karyawannya

ketika berada di dalam pabrik. Dengan demikian, proses produksi di dalam pabrik

dapat dijaga kebersihannya. Jika merancang sendiri, bagaimanakah rancangan

mesin untuk pengering kaos kaki dan bagaimanakah karakteristik dari mesin

tersebut ?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

a. Merancang dan merakit mesin pengering kaos kaki, tanpa melibatkan tenaga

surya.


3

b. Mengetahui kecepatan 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 komponen utama : kompresor, evaporator,

pipa kapiler, dan kondensor yang bekerja dengan siklus kompresi uap.

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

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

Komponen utama yang lain seperti kondensor, evaporator, dan pipa kapiler

mempergunakan komponen standar yang ada di pasaran, yang ukurannya

disesuaikan dengan besar daya kompresornya.

d. Mesin pengering menggunakan peralatan tambahan berupa 2 evaporator yang

berfungsi menaikkan suhu udara yang telah dikondisikan mesin siklus

kompresi uap.

e. Mesin pengering yang dirancang dapat dipergunakan untuk kapasitas kaos

kaki sebanyak: 25 pasang.

f. Mesin pengering bekerja dengan siklus terbuka.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Hasil penelitian dapat dipergunakan untuk menambah kasanah ilmu

pengetahuan yang dapat ditempatkan di perpustakaan.


4

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.


5

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Metode –Metode Pengeringan Kaos Kaki

Metode dalam pengeringan kaos kaki saat ini di pasaran ada beberapa

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

Pengeringan menggunakan gaya sentrifugal, (c) Pengering 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 kaos kaki

yang basah menjadi kering. Keuntungan pengeringan menggunakan cahaya

matahari adalah kapasitas pengeringan tidak terbatas, tidak memerlukan biaya

mahal, hemat listrik, dan kecepatan pengeringan yang sama untuk berapapun

jumlah pakaian. Namun pengeringan dengan metode ini tidak dapat dihandalkan

pada saat musim hujan, jumlah panas matahari tidak tetap serta kenaikan suhu

tidak dapat diatur sesuai keinginan.

b. Pengeringan menggunakan gaya sentrifugal

Prinsip kerja metode pengeringan ini adalah memanfaatkan gaya

sentrifugal untuk memisahkan air dari kaos kaki yang masih basah. Kaos kaki

akan diputar di dalam drum dengan kecepatan penuh dari motor listrik. Putaran

yang tinggi tersebut menimbulkan gaya sentrifugal yang mengakibatkan air


6

terhempas keluar dari drum dan air akan tertampung dalam bak penampungan.

Keuntungan pengeringan metode ini adalah dapat mempercepat proses

pengeringan, karena kandungan air pada kaos kaki sudah terpisah akibat gaya

sentrifugal dan tidak memerlukan tenaga pemerasan menggunakan tangan.

Kelemahan dari metode ini adalah kaos kaki masih lembab tidak kering sempurna,

memerlukan energi listrik, pakaian yang dikeringkan tidak bisa langsung disetrika.

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 kaos kaki 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 kaos kaki yang basah.

Keuntungan metode ini adalah dapat mengeringkan kaos kaki di dalam ruangan

jika terjadi musim hujan dan proses pengeringan lebih cepat. Kekurangan metode

ini adalah biaya yang dikeluarkan cukup tinggi, dapat menimbulkan daya ledakan,

perlu pengawasan saat alat beroperasi.

d. Pengeringan pakaian dengan metode dehumidifikasi dan pemanasan udara

Pengering pakaian jenis ini menggunkan metode dehumidifikasi, yang

bekerja dengan memanfaatkan proses dehumidifikasi dan 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, menyebabkan air dalam pakaian menguap.


7

Selanjutnya udara lembab ini disirkulasikan kembali ke alat penurun kelembaban.

Mesin pengering tersebut disebut dengan dehumidifier. Keuntungan menggunakan

metode ini adalah proses pengeringan menjadi lebih cepat, ramah lingkungan,

praktis, aman saat beroperasi, dan dapat dilakukan kapan saja. Kekurangan

menggunakan metode ini adalah memerlukan aliran listrik yang besar dan jumlah

kaos kaki yang dikeringkan terbatas.

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 2

macam dehumidifier yang ada di pasaran saat ini yaitu (a) refrigerant

dehumidifier dan (b) desiccant dehumidifier.

a. Refrigerant dehumidifier

Cara kerja dehumidifier ini adalah dengan mempergunakan mesin yang

bekerja denggan mesin kompresi uap. Udara luar masuk melewati evaporator

kemudian evaporator menyerap uap air yang ada di udara, udara yang telah

kering 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, uap air akan menetes dan

tertampung pada wadah. Sedangkan kondensor bertugas untuk menaikkan suhu

udara agar udara semakin kering. Sehingga udara mempunyai kemampuan untuk

mengambil air yang ada di kaos kaki yang basah.


8

Gambar 2.1 Refrigerant dehumidifier.

Sumber : https://www.google.co.id/search?q=dehumidifier&biw

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 terduat dari bahan pengering dan

menghasilakan 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


9

disirkualasikan kembali kedalam heater dan air akan menetes dan tertampung

pada tangki.

Gambar 2.2 Desiccant dehumidifier.

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

2.1.3 Parameter Dehumidifier

Untuk memamhami proses dehumidifikasi ada beberapa parameter yang

harus dipahami atau dimengerti antara lain: (a) Kelembaban, (b) Suhu udara, (c)

Laju aliran massa udara, (d) Kelembaban spesifik, (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


10

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

basah.

Gambar 2.3 Hygrometer.

Alat yang digunakan untuk mengetahui tingkat kelembaban biasanya

menggunakan hygrometer atau dengan menggunakan termometer bola basah dan

termometer bola kering. Prinsip kerja dari hygrometer yaitu dengan 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 agar suhu yang terukur

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

terkondensasi.

Kelembaban udara dapat dinyatakan sebagai kelembaban udara mutlak

dan kelembaban relatif. Kelembaban mutlak adalah banyaknya air yang dapat


11

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 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.

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 setelah melewati kondensor (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 setelah melewati kondensor ,kg/kg

c. Suhu Udara


12

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 pakaian maka kemampuan

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

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

dikontrol terus menerus. Suhu udara suatu tempat dibedakan menjadi beberapa

macam, yaitu : suhu udara bola kering (dry-bulb temperature), suhu udara bola

basah (wet-bulb temperature), suhu saturasi (dew-point temperature).

Suhu udara bola kering (dry-bulb temperature) suhu yang ditunjukkan

dengan thermometer 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 thermometer. 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 bola basah (wet-bulb temperature) merupakan pengukuran suhu

yang 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


13

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.

Suhu saturasi (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. Pengukuran suhu udara bola basah dan bola kering

menggunakan termometer udara basah dan kering (Gambar 2.4).

Gambar 2.4 Termometer bola basah dan bola kering

d. Laju Aliran Massa 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 kemapuannya menguapkan kadar air dari pakaian, namun

berbanding terbalik dengan suhu udara yang semakin menurun. Untuk


14

memperbesar debit aliran udara (Qudara) dapat dengan memperbesar luas

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 duct dapat digunakan Persamaan

(2.3) :

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


ṁudara : Laju aliran massa udara pada duct ,kgudara/s

Qudara : Debit aliran udara ,m3

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 duct ,kgudara/s

Δw : Massa air yang berhasil diuapkan ,kg/kg

e. Entalpi


15

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 perkilogram udara kering, dapat juga dikatakan sebagai meter kubik udara

kering atau meter kubik campuran per kilogram udara kering.

2.1.4 Psychrometric Chart

Psychrometric Chart adalah grafik yang digunakan untuk menentukan

property-properti udara pada kondisi yang ditinjau. Psychrometric Chart dapat

dilihat pada Gambar 2.5 dimana masing-masing kurva/garis menunjukkan nilai

property yang konstan. Untuk mengetahui nilai dari properti-properti (h, RH, W,

Twb, Tdb, dan Tdp) bisa dilakukan apabila minimal dua buah diantara properti tersebut

sudah diketahui.


16

Gam

bar

2.5

Psy

chro

met

ric

Chart

.


17

2.1.4.1 Proses-proses yang Terjadi pada Udara dalam Psychrometric Chart

Proses-proses yang terjadi pada udara dalam Psychrometric Chart adalah

sebagai berikut (a) Proses pendinginan dan penurunan kelembaban (cooling dan

dehumidifikasi), (b) Proses pemanasan (heating), (c) Proses pendinginan

evaporatif.

Gambar 2.6 Proses-proses yang terjadi dalam psychrometric chart.

a. Proses penurunan suhu dan pengembunan.

Proses penurunan suhu dan pengembunan adalah proses penurunan kalor

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

pengembunan, terjadi pemanasan temperatur bola kering, temperatur bola basah,

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

Sedangkan kelembaban relatif mengalami peningkatan. Sedangkan kelembaban

relatif mengalami peningkatan, menjadi 100%. Contoh proses penurunan suhu


18

dan pengembunan disajikan pada Gambar 2.7. Proses A-A1 adalah proses

pendinginan sensibel, sedangkan A1-B adalah proses pendinginan sensibel dan

laten.

Gambar 2.7 Proses penurunan suhu dan pengembunan.

b. Proses pemanasan (Heating)

Proses pemanasan (heating) adalah poses penambahan kalor sensibel ke

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

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

embun dan kelembaban spesifik tetap konstan. Namun kelembaban relatif

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

Gambar 2.8, yaitu proses dari kondisi A ke kondisi B.


19

Gambar 2.8 Proses pemanasan (heating)

c. Proses pendinginan evaporatif (evaporative cooling)

Proses pendinginan evaporatif adalah proses pengurangan kalor sensibel

ke udara sehingga temperatur 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 2.9

proses dari kondisi A ke kondisi titik B. Pada proses pengeringan kaos kaki,

proses pendinginan evaporatif terjadi saat udara memasuki ruang pengering kaos

kaki sampai udara keluar dari ruang pengering kaos kaki.


20

Gambar 2.9 Proses pendinginan evaporatif

2.1.5 Mesin Siklus Kompresi Uap

Mesin refrigerasi siklus kompresi uap merupakan jenis mesin refrigerasi

yang dipergunakan dalam dehumidifier. Terdapat berbagai jenis refrigerant yang

digunakan dalam sistem kompresi uap. Refrigeran yang umum digunakan adalah

yang termasuk kedalam 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.


21

Gambar 2.10 Siklus kompresi uap.

Dalam siklus ini refrigerant bertekanan rendah akan dikompresi oleh

kompresor sehingga menjadi uap refrigerant bertekanan tinggi dan kemudian uap

refrigeran bertekanan tinggi diembunkan menjadi cairan refrigeran bertekanan

tinggi dalam kondensor. Kemudian cairan refrigerant bertekanan tinggi tersebut

tekanan diturunkan oleh pipa kapiler agar cairan refrigerant bertekanan rendah

tersebut dapat menguap kembali dalam evaporator menjadi uap refrigerant

tekanan rendah.


22

Gambar 2.11 P-h diagram siklus kompresi uap.

Gambar 2.12 T-s diagram siklus kompresi uap.

Di dalam siklus kompresi uap standar ini, refrigeran mengalami beberapa

proses yaitu : (a) proses kompresi kering, (b) proses penurunan suhu, (c) proses


23

pembuangan kalor ke udara, (d) proses pendinginan lanjut, (e) proses penurunan

tekanan, (f) proses evaporasi, (g) proses pemanasan lanjut.

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

Proses ini dilakukan oleh kompresor, diamana refrigeran yang berupa gas

panas lanjut bertekanan rendah mengalami kompresi yang mengakibatkan

refrigerant menjadi gas bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara

isentropik, maka suhu 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 lanjutyang bertemperatur tinggi diturunkan sampai titik gas jenuh. Proses

(2-2a) berlansung pada tekanan konstan. Proses ini juga dinamakan dengan proses

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-3) berlangsung pada tekanan dan

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

dilepas refrigeran dipergunakan untuk merubah fase.


24

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 di fase cair lanjut.

Hal ini membuat refrigeran lebih udah mengalir dalam pipa kapiler.

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

Proses pendinginan berlangsung secara drastic dan pada entalpi yang tetap.

Proses ini terjadi selama di dalam pipa kapiler. Pada proses ini refrigerant berubah

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

temperatur refrigeran juga mengalami penurunan.

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 (4-1) 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 lajut. Kemudian mengakibatkan kenaikan tekanan dan temperatur

refrigeran akibat dari proses ini kompresor dapat bekerja lebih ringan.

2.2 Tinjauan Pustaka

Maruca (2007) dalam dokumen paten US. Pat. No 7,191,546 B2 yang

berjudul “low temperature clothes dryer”, menggambarkan pengeringan pakaian


25

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 kondenser 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.

Chao-Jung Liang (1991) dalam dokumen paten US Pat No 5,1520,77 yang

berjudul “cloth dryer machine” menggambarkan pengering pakaian yang terbagi

atas 2 ruangan. Ruangan diatas untuk pakaian yang akan dikeringkan dan ruangan

dibawah untuk instalasi yang terdiri dari kompressor, 2 kipas, kondensor,

evaporator. Udara disirkulasikan keluar melalui sistem kipas setelah mengalami

siklus kompresi uap. Mesin ini menggunakan siklus tertutup, jadi panas yang

dihasilkan oleh ruang instalasi tidak terbuang ke udara secara percuma tetapi

digunakan kembali ke dalam siklus.

Meda (1983) dalam dokumen paten eropa No 0 094 356 A1, yang berjudul

“drier, in particular A clothes-drying cabinet” 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


26

kabinet melalui inet, dipanaskan oleh kondenser, beredar di seluruh pakaian dalam

ruang pengering, dan diarahkan ke saluran pendingin dimana kelembaban udara

dihilangkan oleh evaporator dan air ditmpung pada wadah tampungan.

Keimei; Shigeharu, dan shingo (1992) dalam dokumen paten jepang No

40899099,yang berjudul “clothing dryer”. 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.

Zakaria Bernando, Himsar Ambarita (2014) dalam jurnalnya ISN 2338-

1035 yang berjudul “rancang bangun kompressor dan pipa kapiler untuk mesin

pengering pakaian sistem pompa kalor dengan daya 1 PK”, menggambarkan

mesin pengering pakaian portable menggunakan AC rumah yang komponennya

terdiri dari evaporator, kompresor, kondensor, katup ekspansi. Udara masuk

melalui evaporator kemudian uap udara yang masuk di uap kan sehingga menjadi

udara yang kering, lalu udara masuk ke kompresor sehingga udara menjadi

bertekanan dan bersuhu tinggi dan masuk kedalam kondensor untuk

meningkatkan suhu dari kompresor.


27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Obyek Penelitian

Obyek penelitian adalah mesin pengering kaos kaki hasil buatan sendiri.

Alat yang dipergunakan didalam 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. Lemari Pengering

c. Kompresor g. Kaos Kaki

d. Kondensor


28

3.2 Variasi penelitian

Objek yang dikeringkan adalah kaos kaki orang dewasa yag berjumlah 25

pasang berbahan katun, variasi penelitian dilakukan terhadap kondisi awal kaos

kaki : (a) hasil perasan tangan, (b) hasil perasan mesin cuci.

Gambar 3.2 Kaos kaki yang digunakan

3.3 Alat dan bahan pembuatan mesin pengering kaos kaki

Dalam pembuatan mesin pengering kaos kaki ini diperlukan beberapa

peralatan dan bahan sebagai berikut : (a) Peralatan untuk pembuatan, (b) Bahan

dan komponen mesin, (c) Peralatan bantu penelitian.

3.3.1 Peralatan untuk pembuatan

Peralatan 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 sesuai yang diinginkan.


29

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.

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 dan 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.


30

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 dan tang riveter

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.

k. Pompa vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak di

dalam mesin pengering pakaian, 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 mesin

Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan lemari

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

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

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


31

a. Besi hollow

Besi hollow digunakan sebagai rangka mesin pengering pakaian.

Pemilihan besi hollow, karena jenis besi ini sangat cocot dan kuat menahan beban

dari komponen mesin pengering.

Gambar 3.3 Besi hollow.

b. Styrofoam

Styrofoam ini digunakan sebagai rongga antara bagian kompresor dan

ruang kondesor agar tidak terjadi ditribusi panas.

Gambar 3.4 Styrofoam.


32

c. Busa

Busa digunakan untuk meminimalisi udara dan temperature ke luar

ruangan. Busa digunakan untuk menutup celah-celah pada mesin pengering.

d. Roda

Roda digunakan untuk membantu dan memudahkan pada mesin pengering

dari satu tempat ke tempat lain.

e. Kondensor

Kondensor merupakan suatu alat penukar 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 3.5 Kondensor.

f. Pipa Kapiler

Pipa kapiler merupakan alat yang berfungsi untuk menurunkan refrigeran

dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum ke evaporator.


33

Gambar 3.6 Pipa kapiler.

g. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang berfungsi untuk mengompresi refrigeran

ke pipa-pipa mesin pengering pakaian. Pada penelitian ini menggunakan

kompresor rotary yang ada dipasaran dengan daya 1,5 PK.

Gambar 3.7 Kompresor

h. Evaporator

Evaporator merupakan alat yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran,

yang sebelumnya dari fase cair menjadi gas.


34

Gambar 3.8 Evaporator

i. Filter

Filter merupakan alat yang berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak

terjadi penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, dan 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 3.9 Refrigeran R134a.


35

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 3.10 Pressure Gauge.

i. Kipas

Kipas digunakan untuk mensirkulasikan udara kering hasil proses

dehumidifikasi dan membuang udara jenuh ke dari lemari pengering.

Gambar 3.11 Kipas.


36

3.3.3 Peralatan 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 tampil di layar penampil suhu digital.

Gambar 3.12 Penampil suhu digital dan termokopel.

b. Timbangan digital

Timbangan digital diperlukan untuk mengukur berat pakaian dalam

pengujian.

Gambar 3.13 Timbangan digital.


37

c. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk

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

Gambar 3.14 Stopwatch.


38

3.4 Tata Cara Penelitian

3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian

Alur penelitian mengikuti alur penelitian seperti diagram alir yang tersaji

pada Gambar 3.15

Gambar 3.15 Diagram alir penelitian.


39

3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Kaos Kaki

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin penegering

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 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.

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.


40

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.

3.4.3.1 Proses Pemetilan

Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang dengan cara yaitu :

a. Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut.

b. Menuang metil pada tutu botol sampai penuh.

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

dihisap oleh pipa kapiler tersebut sampai habis.

d. Matikan kompresor dan melas 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 refrigerant.

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

diposisikan tertutup.


41

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. Mengecek pada jarum pressure gauge menunjukkan angka 20 psi.

f. Mengecek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan dan katup dangan

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.

3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran R134a

Langkah-lagkah 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 refrigerant R134a.

Gambar 3.17 Katup pengisian refrigeran.


42

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

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

yang diinginkan, tutup keran pada katup tabung refrigeran.

c. Setelah refrigeran terisi kedalam 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 pemahan tentang kerja mesin pengering kaos kaki

dan sistem kerjanya ditampilkan dalam skematik mesin pengering kaos kaki yang

diteliti tersaji pada Gambar 3.18 :

Gambar 3.18 Skematik pengambilan data.


43


a. Termokopel (Ti)

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.

e. Termokopel (T4)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering yang masuk ke

dalam lemari pengering.

f. Termokopel (T5)

Termokopel berfungsi sebagai pengukur suhu udara kering yang keluar

lemari pengering.


44

3.4.5 Langkah-langkah Pengambilan Data

Langkah langkah pengambilan data, dilakukan dengan cara sebagai

berikut :

a. Memilih tempat terbuka untuk melakukan penelitian. Perubahan suhu sekitar

dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan, karena suhu sekitar dan

kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai cuaca.

b. Meng-kalibrasi alat ukur : termokopel dan timbangan digital.

c. Memastikan bahwa kipas bekerja. Serta memastikan saluran pembuangan air

tidak tersumbat.

d. Meletakan 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 tunggu sampai 30 menit guna

mesin mencapai suhu kerja yang konstan.

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

menimbang dan catat massa kaos kaki basah (MKB).

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

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

MKBt : Massa pakaian basah saat t, (kg).


45

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

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

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

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

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

T5 : Suhu udara kering yang keluar lemari pengeering, (˚C).

V : Kecepatan aliran udara, (m/detik).

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 hanger.

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

awal

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

30

45

60

75

90

120

135


46

Tabel 3.1 Lanjutan dari tabel yang dipergunakan untuk pengisian data

No

Waktu wG wH Δw M2 ṁudara v Q

menit kgair/ kgair/ kgair/ kgair/ kgudara/

m/s m3/

detik kgudara kgudara kgudara jam Detik

1 15

2 30

3 45

4 60

5 75

6 90

7 105

8 120

9 135

3.4 Cara Menganalisis dan Menampilkan Hasil

Cara yang digunakan untuk menganalisis hasil menampilkan hasil, sebagai

berikut :

a. Data yang diperoleh dari penelitian dimasukan ke dalam table seperti Tabel 3.1.

Kemudian hitung rata-rata dari 4 kali percobaan tiap variasinya.

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

yang menguap dari kaos kaki (M1) dapat dihitung dengan Persamaan (3.1).

M1 = MKB – MKK (3.1)

Pada Persamaan (3.1)

M1 : Massa air yang menguap dari kaos kaki, kg

MKB : Massa kaos kaki basah, kg

MKK : Massa kaos kaki kering, kg


47

c. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan

menggunakan P-h diagram. Untuk menggunakan P-h diagram maka tekanan

refrigeran P1 dan P2 harus dikonversikan dari satuan Psig ke MPa.

d. Mencari kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wF) dikurangi

kelembaban spesifik setelaah keluar dari mesin pengering (wH) menggunakan

psychrometric chart.

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

yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik setelah melewati

kondensor (wF) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wH). Massa air yang berhasil diuapkan (ΔW) dapat dihitung

menggunakan Persamaan (2.1)

f. Menghitung laju aliran massa udara pada sambungan atau duct (ṁudara). Laju

aliran massa udara pada duct (mudara) adalah debit udara (Qudara) dikali densitas

udara (ρudara) sebesar 1,2 kg/m3. Laju aliran massa udara duct (mudara) dapat

dihitung menggunakan Persamaan (2.3).

g. Menghitung kemampuan mesin pengering kaos kaki untuk menguapkan massa

air (M2) dengan menggunakan massa air (M2) adalah laju aliran massa

udarapada duct (mudara) dikalikan massa air yang berhasil diuapkan (Δw)

dikalikan 3600 detik.

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 mengacu pada hasil

penelitian orang lain.


48

3.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan.

Kesimpulan merupakan intisari hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus

menjawab tujuan dari penelitian.


49

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 perasan dengan mesin

cuci meliputi : massa pakaian kering, massa pakaian basah awal, massa pakaian

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 didalam lemari pengering (T4), suhu udara kering keluar

dari lemari pengering (T5). Pengujian dilakukan dengan 4 kali pengujian setiap

variasinya, kemudian dihitung hasil rata-ratanya. Data hasil penelitian rata-rata

disajikan pada Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.2

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

tangan.

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

awal

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 2,27

2,03 0,24 30 25

30 1,82 0,21 30 25

45 1,67 0,15 30 25


50

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

perasan tangan.

Waktu

t

Massa

kaos kaki

kering

awal

Massa

kaos kaki

basah saat

t=0 (mt)

Berat 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

60 1,55 0,12 30 25

75 1,34 0,21 30 25

90 1,15 0,19 30 25

105 0,97 2,27 1,05 0,10 30 25

120 0,98 0,07 30 25

135 0,94 0,04 30 25


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

Pevap Pkomp T1 T2 T3 Twb T4 Twb T5 Twb

Psig Psig ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C

35 225 12,9 32,0 49,0 25 40,4 30 38,4 30

35 225 17,2 32,5 49,7 25 41,1 30 39,4 30

35 225 17,4 33,3 50,9 25 42,1 30 40,0 30

35 225 17,5 33,5 51,2 25 42,2 30 39,7 30

35 225 17,6 33,7 52,1 25 42,5 30 40,4 30

35 225 17,5 33,7 52,3 25 42,9 30 40,8 30

35 225 17,5 33,5 53,2 25 43,1 30 41,3 30

35 225 17,4 33,6 53,6 25 43,7 30 41,9 30

35 225 17,4 33,6 53,7 25 43,8 30 41,9 30

Untuk variasi pengeringan dengan bantuan mesin cuci, mesin cuci yang

digunakan adalah mesin cuci elctrolux front loading dengan kapasitas 6,5 kg,


51

kemudian kaos kaki dikeringkan dengan kecepatan 850 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 1,09

0,96 0,13 30 24

30 0,92 0,04 30 24


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

Pevap Pkomp T1 T2 T3 Twb T4 Twb T5 Twb

Psig Psig ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C ˚C

35 225 17,1 33,4 47,5 25 42,9 30 41,2 30

35 225 17,1 33,6 48,7 25 45,2 30 43,8 30

Sebagai perbandingan berikut disajikan Tabel 4.3, yang menampilkan data

pengeringan kaos kaki menggunakan sinar matahari.


52

Tabel 4.3 Data hasil pengeringan kaos kaki dengan panas matahari.

Waktu

Massa

kaos

kaki

kering

Massa

kaos kaki

pada saat

basah

Massa kaos

kaki basah

pada -t Selisih massa

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

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)

= (2,27 – 0,97) kg

= 1,30 kg

Hasil perhitungan untuk metode perasan dengan bantuan mesin cuci dapat dilihat

pada Tabel 4.4.


53

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

kg kg

Perasan tangan 25 0,97 2,27

Perasan mesin cuci 25 0,97 1,09

Panas matahari 25 0,97 2,3

Tabel 4.4 Lanjutan 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

2,03 1,82 1,67 1,55 1,34 1,15 1,05 0,98 0,94 - 1,33

0,96 0,92 - - - - - - - - 0,17

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

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

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

menggunakana P-h diagram. Dengan diketahui tekanan refrigeran yang masuk ke

dalam kompresor dan tekanan refrigeran keluar kompresor maka dapat diketahui

suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor :

P1 = ( 35 psig + 14,7 psi ) x 0,0069

= 0,342 MPa

P2 = ( 225 psig + 14,7 psi ) x 0,0069

= 1,653 MPa


54

Gam

bar

4.1

Suhu k

erja

konden

sor

(Tkond)

dan

su

hu k

erja

ev

ap (

Tev

ap).


55

Dari Gambar 4.1 untuk tekanan kerja evaporator (tekanan rendah) P1 = 0,341 MPa

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

(tekanan tinggi) P2 = 1,653 MPa suhu kerja kondensor (Tkond) sebesar 54,3ᵒC.

c. Kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wF) dan kelembaban spesifik

setelah keluar dari lemari pengering (wH).

Kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wF) dan kelembaban

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

menggunakan psychrometric chart. Kelembaban spesifik setelah melewati

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

atau suhu udara setelah melewati kondensor. Kemudian kelembaban spesifik

setelah keluar dari mesin pengering (wH) dapat diketahui melalui garis

kelembaban spesifik pada titik H atau suhu setelah udara melewati pakaian basah.

Sebagai contoh menentukan kelembaban spesifik setelah melewati kondensor

(wF) dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin spesifik (wH) untuk proses

pengeringan kaos kaki dengan perasan tangan pada menit ke-60 adalah sebagai

berikut :


56

Gam

bar

4.2

Psy

chro

met

ric

chart

per

asan

tan

gan

, 60 m

enit


57


Titik A : Kondisi usara 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 masuk lemari pengering, (T4)

Titik H : Suhu udara keluar lemari pengering, (T5)

d. Menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw)

Massa air yang berhasil diupkan (Δw) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah

kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wH) dikurangi

kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wF). Sebagai contoh

perhitungan massa air yang berhasil diuapkan (Δw) pada proses pengeringan kaos

kaki dengan perasan tangan pada menit ke-60 adalah sebagai berikut :

Δw = ( wH – wF )

= ( 0,0228 – 0,0127 ) kgair/kgudara

= 0,0101 kgair/kgudara

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

( ṁudara)

Laju aliran massa udara pada saluran masuk lemari pengering (ṁudara)

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


58

pada saluran masuk lemari pengering (ṁudara) adalah massa air yang 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)

= (0,72/ (0,0101 . 3600)

= 0,0198 kgudara/s

f. Perhitungan kecepatan udara (v)

Kecepatan udara dihitung dengan menggunakan persamaan (2.3).

kecepatan udara (v) adalah laju aliran massa udara pada saluran masuk ruang

pengering (ṁudara) dibagi dengan luas kipas dikalikan dengan massa jenis udara

(ρudara) 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)

= 0,0198/ (( π . (19 cm)2 / 10000 ). 1,2)

= 0,0198/ 0,136

= 0,1456 m/s


59

Tabel 4.5 Data hasil perhitungan penegeringan kaos kaki dengan bantuan

perasan tangan.

No

Waktu wF wH Δw M2 ṁudara v Q

Menit kgair/ kgair/ kgair/ kgair/ kgudara/

m/s m3/detik kgudara kgudara kgudara jam detik

1 15 0,0095 0,0236 0,0141 0,24 0,0047 0,0348 0,0039

2 30 0,0126 0,0231 0,0105 0,45 0,0119 0,0875 0,0099

3 45 0,0127 0,0227 0,010 0,60 0,0167 0,1225 0,0139

4 60 0,0127 0,0228 0,0101 0,72 0,0198 0,1456 0,0165

5 75 0,0129 0,0226 0,0097 0,93 0,0266 0,1958 0,0222

6 90 0,0127 0,0225 0,0098 1,12 0,0317 0,2334 0,0265

7 105 0,0128 0,0222 0,0094 1,22 0,0361 0,2651 0,0300

8 120 0,0124 0,0219 0,0095 1,29 0,0377 0,2773 0,0314

9 135 0,0124 0,0218 0,0094 1,33 0,0393 0,2890 0,0328

Tabel 4.6 Data hasil perhitungan pengeringan kaos kaki dengan bantuan perasan

mesin cuci.

No

Waktu wF wH Δw M2 ṁudara v Q

menit kgair/ kgair/ kgair/ kgair/ kgudara/

m/s m3/detik kgudara kgudara kgudara Jam detik

1 15 0,0124 0,0222 0,010 0,13 0,0037 0,0271 0,0031

2 30 0,0125 0,0212 0,009 0,17 0,0054 0,0399 0,0045

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

gangguan. Dengan kondisi udara didalam lemari pengering sebelum penelitian

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

sekitar Tdb=30˚C dan Twb=25˚C. Ketika mesin bekerja kondisi udara disetiap

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


60

Kondisi udara diposisi setelah melewati evaporator dapat mencapai suhu kering

rata–rata 16,9˚C. Kondisi udara masuk lemari pengering dapat mecapai 40,4-

43,8˚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 16,9˚C dari evaporator menjadi 33,2˚C. Suhu udara ini kemudian

meningkat lagi menjadi sekitar 49-53,7˚C setelah melewati kondesor. Udara panas

yang melewati kondensor disirkulasikan secara terus menerus ke dalam lemari

pengering dengan menggunakan kipas angin. Mesin pengring kaos kaki ini dapat

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

suhu kering sekitar 42,4˚C dan suhu basah sekitar 30˚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 didalam kaos kaki,

saat udara meningkatkan dan memanaskan kaos kaki. Sedangkan kenaikan

kelembaban udara, disebabkan karena kandungan uap air yang ada diudara

bertambah. Pertambahan ini disebabkan oleh adanya perpindahan massa air dari

kaos kaki yang basah ke udara.


61

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

dikeringkan di dalam lemari pengering kaos kaki basah harus diperas dahulu

dengan batuan mesin cuci.

Gambar 4.3 Grafik penurunan massa air tiap variasi pada proses pengeringan

kaos kaki.

Dari Tabel 4.5 dan Gambar 4.3 bisa dilihat bahwa mesin pengering kaos kaki ini

jauh lebih efisien dibandingkan mengeringkan kaos kaki secara konvensional

menggunakan energi panas matahari. Jika dikeringkan dengan energi panas

matahari, pengeringan kaos kaki

PENGERING KAOS KAKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS …repository.usd.ac.id/4502/2/125214039_full.pdf ·...

Documents

Transcript of PENGERING KAOS KAKI MENGGUNAKAN MESIN SIKLUS …repository.usd.ac.id/4502/2/125214039_full.pdf ·...