Perancangan Dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis (Bagian Perpindahan Panas)

5/19/2018 Perancangan Dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis (Bagian Perpindahan Panas)

1/109

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN OVEN

PUTAR OTOMATIS

(BAGIAN PERPINDAHAN PANAS)

LAPORAN PROYEK AKHIR

Ol h


2/109

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN OVEN

PUTAR OTOMATIS


LAPORAN PROYEK AKHIR

Diajukan guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya(A.Md.)Pada Program Program Studi Teknik Universitas Jember


3/109

PERSEM H N

Laporan proyek akhir ini buat sebagai perwujudan rasa terima kasih kepada :

1. Allah SWT atas segala rizki, rahmat dan hidayah-Nya dan junjunganku

Nabi Besar Muhammad SAW atas segala suri tauladan yang telah

diberikan kepada kita.

2. Ibunda Sarifah dan Ayahanda Afandi tercinta, yang telah mendoakan dan

memberi kasih sayang serta pengorbanan selama ini

3. Guru- guruku dari sejak TK sampai PT terhormat, yang telah memberikan

ilmu dan membimbing dengan penuh kesabaran.

4. Seluruh anggota keluargaku, adikku tercinta atas semua dorongan

semangat

5. Keluarga bapak Slamet yang telah memberiku tempat saat ku menuntut

ilmu di bumi Patrang ini.

6. Untuk yang selalu ada dalam hatiku, kamu telah memberi semangat dalam


4/109

tt

Tiada KebahagiaanMelainkan Menjadi Yang Terbaik

( Nil Satis Nisi Optimum)

Thinking Before you act.

Tliti, Tlaten, Temenan Temu(Pramuji Edy)

Nrimo Ing Pandum

Jangan mudah menyerah!!,

karena dibalik kesulitan pasti ada jalan,

dan hikmahnya

B i h


5/109

PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Eko Slamet Riyadi

NIM : 031903101056

Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya tulis ilmiah yang

berjudul Perancangan dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis ( Bagian

Perpindahan Panas ) adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali jika

disebutkan sumber dan belum pernah diajukan pada institusi manapuin, serta

bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran

isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya, tanpa adanya

tekanan dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi

akademik jika dikemudian hari pernyataan ini tidak benar.


6/109

PENGESAHAN

Laporan Proyek Akhir Berjudul :

PERANCANGAN dan PEMBUATAN MESIN OVEN PUTAR OTOMATIS


Nama : Eko Slamet Riyadi

Nim : 031903101056

Telah disetujui, disahkan dan diterima oleh

Program Program Studi Teknik pada :

Hari/Tanggal :

Tempat : Program Program Studi Teknik Universitas Jember

Menyetujui/Penguji :

Ketua (Pembimbing Utama) Sekretaris (Pembimbing Pendamping)

Nasrul Ilminafik, S.T., M.T. Ir. Digdo Listyadi S, M.Sc.

NIP 132 232 446 NIP 132 126 437

Penguji I, Penguji II, Penguji III,

i A i S A S i i i S


7/109

RINGKASAN

Perancangan dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis (Bagian

Pemanas), Eko Slamet Riyadi, 031903101056, 2006, 82 Halaman

Peningkatan produksi kacang garing asin dapat dilakukan dengan cara

mengubah proses yang dilakukan secara manual menjadi proses yang dilakukan

secara mekanik,untuk mempermudah dalam mengendalikan suhu dan waktu

pengovenan, maka dalam perancangan oven putar ini sistem pengendalian suhu

dan waktu dilakukan secara otomatis, untuk mengendalikan suhu secara otomatis

maka digunakan logam bimetal untuk mengendalikannya,.Untuk

mengendalikan waktu digunakan timer dimana timer akan memutuskan arus padasistem pemanasan sesuai waktu yang ditentukan.

Proses pemanasan dilakukan oleh elemen pemanas listrik dengan daya

600 wartt sehingga memudahkan dalam kontrol otomatis, mesin oven putar yang

dibuat merupakan bentuk miniatur dengan capacitas pengovenan maksimal adalah

10 kg,tapi dalam percobaan kami menggunakan sample kacang seberat 5 kg.Sedangkan untuk skala produksi yang besar oven harus dibuat dengan ukuran


8/109

KATA PENGANTAR

Puji syukur panjatkan atas ke hadirat Allah SWT, karena hanya atas

karunia-Nya dapat menyelesaikan laporan proyek akhir yang berjudul

Perancangan dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis ( Bagian Perpindahan

Panas).

Proyek akhir ini merupakan mata kuliah wajib dan sebagai salah satu

syarat untuk mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Teknik Mesin,

Program Program Diploma III Teknik Universitas Jember.

Penulisan proyek akhir ini tidak dapat terlepas dari bimbingan, arahan,

semangat dari pihak lain yang sangat membantu penyusun dalam menyelesaikan

penulisan laporan Proyek Akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih

kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan penulisan laporan

Proyek Akhir ini antara lain adalah:

1. Bapak Dr. Ir. R. Sudaryanto, DEA selaku ketua Program-Program Studi

Teknik Universitas Jember.


9/109

6. Saudara Fahmi Alfa Muslimu, Ahmad Ansori sebagai rekan kerja yang telah

banyak membantu dalam menyelesaikan proyek Akhir ini dalam perancangan

dan pembuatan mesin oven putar otomatis.

7. Semua teman teman D-III Teknik Mesin 03 yang telah meluangkan

waktunya untuk membantu dalam menyelesaikan penulisan laporan Proyek

Akhir ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan. Dengan

kerendahan hati penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat

membangun guna sempurnanya laporan proyek akhir ini.

Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kita

semua. Amien.

Jember, Mei 2006 Penyusun


10/109

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... iiHALAMAN MOTTO ................................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ....................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... v

RINGKASAN................................................................................................ vi

KATA PENGANTAR................................................................................... vii

DAFTAR ISI ................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv

DAFTAR SIMBOL....................................................................................... xv

BAB 1. PENDAHULUAN............................................................................. 1


11/109

2.5 Glass Whool................................................................................. 15

2.6 Bimetal (Dwi Logam) .................................................................. 15

2.7 Asbes............................................................................................ 16

2.8 Timer (Pewaktu)......................................................................... 16

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 17

3.1 Metode Penelitian........................................................................ 17

3.1.1 Studi Lapangan .................................................................... 17

3.1.2 Studi Literatur ...................................................................... 17

3.1.3 Waktu .................................................................................. 17

3.1.4 Tempat................................................................................. 17

3.2 Metode Pelaksanaan................................................................... 17

3.2.1 Perancangan dan Perancangan.............................................. 18

3.2.2 Proses Manufacture.............................................................. 18

3.2.3 Pengujian Alat...................................................................... 24

3.2.4 Penyempurnaan Alat ............................................................ 24

3.2.5 Pembuatan Laporan.............................................................. 24


12/109

4.2.6 Menentukan Kadar Air pada Kacang .................................... 36

4.2.7 Menentukan Panas Jenis Bahan (Cp) .................................... 37

4.2.8 Panas Laten Penguapan (QL) ................................................ 37

4.2.9 Panas Sensibel (Qs).............................................................. 37

4.2.10 Menentukan q (panas total) ................................................ 38

4.2.11 Waktu Pengovenan (proses pengeringan)............................. 38

4.3 Analisa kegiatan dan Hasil Pengujian........................................ 38

4.3.1 Prosedur Pengovenan Kacang ........................................... 38

4.3.2 Hasil pengujian ................................................................... 39

4.3.3 Pembahasan ........................................................................ 41

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 43

5.1 Kesimpulan.................................................................................. 43

5.2 Saran............................................................................................ 44

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................... 45

LAMPIRAN .................................................................................................. 46


13/109

DAFTAR TABEL

Halaman

4.1 Tabel Data Hasil Uji Coba Pengovenan Kacang ..................................... 40

B.1 Sifat-sifat Udara pada Tekanan Atmosfer ............................................. 76

B.2 Sifat-sifat Cairan dan Uap Air ............................................................... 77

B.3 Konstanta Persamaan Nuf = C (Grf . Pr) ................................................. 78

B.4 Nilai sifat-sifat Bukan Logam ............................................................... 79

B.5 Satuan dan Faktor Konversi .................................................................. 80

B.6 Nilai Sifat-sifat Logam.......................................................................... 82

B.7 Tabel Kadar Air Hasil Pangan ............................................................... 83


14/109

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Proses Pembuatan Kacang Goreng dan kacang oven ......................... 6

2.2 Perpindahan Kalor pada Dinding ........................................................... 12

2.3 Rangkaian Bimetal ................................................................................ 16

3.1 Silinder Perancangan........................................................................... 19

3.2 Penempatan Elemen Pemanas pada Silinder ........................................ 20

3.3 Lapisan Glass whool dan Asbes .......................................................... 22

3.4 Diagram Alir Perancangan .................................................................. 27

3.5 Diagram Cara Kerja Mesin Oven Putar ............................................... 28

3.6 Rangkaian Kelistrikan ......................................................................... 29

4.1 Mesin Oven Putar Otomatis ................................................................ 30


15/109

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

A. Perancangan dan perhitungan .................................................. 46

A.1 Besar Perpindahan Panas pada Dinding .................................. 46

A.2 Perpindahan Panas pada Dinding Atas dan Bawah .................. 51

A.3 Menentukan q Rugi karena Konveksi...................................... 55

A.4 Analisa Panas di dalam Ruang Oven disekitar Silinder ........... 58

A.5 Menentukan Berat Glass Whool yang Dibutuhkan .................. 60

A.6 Perancangan Kapasitas............................................................ 61

A.7 Menentukan Kadar Air pada Kacang ...................................... 64

A.8 Menentukan Panas Jenis van (Cp)........................................... 65

A.9 Menentukan Panas Laten Penguapan ...................................... 66

A10 Menentukan Panas Sensible (Qs) ........................................... 66

A.11 Menentukan q pada Silinder.................................................. 67

A.12 Menentukan q Udara............................................................. 67

A.13 Menentukan q total ............................................................... 68


16/109

DAFTAR SIMBOL

Ar : Luas bidang aliran kalor

B : Kapasitas Produksi pengeringan dari elemen, kg/jamB1 : Beart kacang sebelum dikeringkan (kg)B2 : Beart kacang setelah dikeringkan (kg)

Ba : Berat bahan yang dikeringkan (kg)Cp : Kalor jenis bahan pangan (kacang) kcal/kg.oC

dT : Beda suhu pada proses pengovenan,oC

Gr : Bilangan Grashof

g : Percepatan Gravitasi (m/s2)

h : Koefisien Perpindahan panas Konveksi (watt/m.oC)

k : Konduktivitas Termal bahan (watt/m.oC)

L : Kalor laten penguapan (entalpi), kJ/kg

Mo : Kadar air awal pada bahan (%)Mi : Kadar air akhir (%)Pr : BilanganPrandtl

Qs : Panas Sensibel (kJ)Qi : Panas Laten penguapan (kJ)Qin : Energi yang tersedia dari alat pengering (J)q : Perpindahan panas (watt)

t : Waktu pemanasan (jam)

T : Suhu (

o

C)Wu : Massa air yang diuapkan (kg)


17/109

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan tentunya otomatisasi

bukanlah hal yang baru. Hal ini dapat kita lihat pada berbagai aktifitas kehidupan

manusia yang saat ini semuanya dituntut serba otomatis. Teknologi ini

berkembang dengan sangat cepat dalam hitungan jam diseluruh dunia, sedangkan

disisi lain kita dituntut agar lebih terampil dan professional untuk menghadapi dan

menyikapi perkembangan ilmu pengetahuan tersebut.

Selama ini proses dari pemilihan kacang, pembersihan, pemasakan,

pengovenan dan pengepakan dilakukan secara manual. Penampilan kacang sangat

ditentukan pada waktu proses pegovenan karena jika kacang hangus atau tidak

matang akan mengakibatkan kacang tersebut tidak laku dijual. Selama ini mesin

oven yang sudah ada mempunyai beberapa kelemahan dan kekurangan

diantaranya : menggunakan kompor dengan bahan bakar minyak tanah dimana


18/109

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam pembuatan mesin oven putar otomatis ini adalah

a. Berapa besar daya listrik yang dibutuhkan untuk eleman pemanas.

b. Bagaimana cara mengontrol seluruh proses pemanasan secara

otomatis.

c. Bagaimana merancang indikator seluruh proses yang terjadi di

dalam mesin oven putar.

d. Bagaimana membuat rancangan mesin oven putar kacang dengan

menggunakan pemanas listrik untuk mendapatkan tingkat

kematangan yang merata sehingga jumlah kacang yang hangus

dapat dikurangi.

e. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk proses pengovenan

kacang dengan batas suhu yang ditentukan.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah yang diambil dalam pembuatan mesin oven putar


19/109

3

f. Hanya membahas posisi pemanas yang terletak pada bagian tengah

silinder tepatnya dibagian sisi bagian bawah, tidak membahas

variasi letak posisi elemen pemanas.

1.4 Tujuan

a. Membuat mesin oven putar yang kontrol panasnya dikontrol secara

otomatis

b. Membuat mesin oven putar kacang yang mempunyai tingkat kematangan

merata sehingga jumlah kacang yang hangus dapat dikurangi.

1.5 Manfaat

Adapun manfaat yang diharapkan dengan adanya mesin oven putar ini

berupa kacang yang dihasilkan dalam proses pengovenan ini mempunyai tingkat

kematangan yang merata sehingga jumlah kacang yang hangus dapat dikurangi.

Selain itu , proses pengovenan dilakukan secara otomatis sehingga alat ini dapat

dioperasikan dengan lebih mudah.


20/109

4

1.6 Sistematika Penulisan Laporan

Untuk mempermudah pemahaman akan isi dari laporan proyek akhir ini,

maka penyusun menggunakan sistematika penulisan yang terbagi menjadi (5 )

bab. Dengan demikian sistematikanya adalah sebagai berikut :

Bab 1. BAB PENDAHULUAN

Menguraikan latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan

masalah, tujuan dan manfaat, metodologi serta sistematika penulisan

proyek akhir.

Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tentang hal hal yang mendasari perancangan dan pembuatan

mesin oven putar otomatis dengan menggunakan energi pemanas listrk.

Bab 3. METODE PENELITIAN

Berisi tentang perancangan dan proses manufaktur mesin oven putar,

mulai dari alat dan bahan yang digunakan, proses yang mendasari

terbentuknya mesin oven putar dengan meggunakan pemanas listrik.

Bab 4. HASIL DAN PEMBAHASAN


21/109

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kacang Garing Asin

Kacang garing sering juga disebut kacang oven, atau di pasaran misalnya

pada merk kacang garuda atau bisa disebut juga dengan kacang garing saja.

Penambahan kata asin di sini lebih menekankan rasa dari kacang garing tersebut.

Pembuatan kacang garing asin atau kacang oven dimulai dengan

melakukan penyortiran terhadap kacang, kemudian dilakukan pembersihan

dengan menggunakan air. Setelah dibersihkan, kacang tersebut kemudian

direndam di dalam air kapur, tujuannya adalah untuk membuat warna kulit pada

kacang menjadi lebih putih dan bersih. Lama perendaman kurang lebih 3 (tiga)

jam.

Untuk kacang kulit oven, mula-mula kacang kita rebus dalam air garam

hingga masak, setelah itu kacang tersebut kita jemur hingga benar-benar kering.

Sebelum dioven, kacang dicelupkan sebentar dalam air kemudian ditiriskan.


22/109

6

400 g Biji Kacang Tanah

Direndam dalam air Volume : 800 ml

Ditiriskan

Ditambahkan garam Kacang direbus dengan air

garam

sebanyak 3% 3% dan selama 5 menit

Goreng dengan minyak panas waktu 10 menit, Dipanggang dalam oven

volume Suhu minyak 160-180oC 800 ml Waktu : 8 jam

Suhu oven 80 5oC

Kacang Goreng Kacang Oven


23/109

7

motor listrk yang dibantu dengan transmisi ( roda gigi ). Kapasitas produksi dari

elemen panas (oven putar ) ini adalah ( Suharto, 1998 )

B = ( 0,85 .h. x ) / ( Cb . dT ) . ( 1 )

Dimana : B = Kapasitas produksi pengeringan dari elemen, kg/jam

dT = Beda suhu yang harus diciptakan untuk proses pengovenan,oC

x = Besarnya tenaga pemanas, watt

Cp = Kalor jenis bahan pangan, j/kg . oC

h= efisiensi elemen pemanas, 0,2 s/d 0,8

Dari rumus diatas maka dapat dicari besar tenaga pemanas ( x ), yang dalam hal

ini digunakan elemen pemanas.

2.3. Proses Pengeringan ( Pengovenan )

Pada mesin oven putar ini pada prinsipnya adalah melakukan pengeringan

terhadap kacang. Dimana proses pengeringan itu sendiri adalah suatu proses untuk

mengurangi kadar air yang yangterkandung dalam kacang setelah dilakukan

perebusan. Proses pengeringan kacang membutuhkan suatu sumber panas untuk


24/109

8

Untuk menentukan bobot kering suatu bahan, penimbangan dilakukan

setelah bobot bahan tersebut tidak berubah lagi selama pengeringan berlangsung.

Untuk ini biasanya dilakukan pengeringan dengan menggunakan suhu 120oC

minimal selama dua jam ( Taib,1987).

2.3.2 Panas Sensibel

Panas Sensibel (Qs) merupakan energi panas yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu bahan, dapat dihitung dengan persamaan (Suharyanto, 2000)

Qs = Ba x Cp x ( Tup Tb ) ( 3 )

Dimana : Ba = berat awal kacang yang akan dikeringkan ( kg )

Cp = panas jenis bahan yang dikeringkan ( J/kg.oC)

Tup = Suhu pengering (oC)

Tb = suhu tumpukan bahan ( kacang ) yang akan dikeringkan(oC)

Besarnya panas bahan dapat dihitung menggunakan pendekatan dengan

persamaan sebagai berikut :

Cp =100

0M + 0,2 x100

100 0M- ( 4 )


25/109

9

Wu = Masa air yang diuapkan (kg)

Mo = Kadar air awal

Mi = Kadar air akhir = 100 Mo

Ba = berat bahan yang dikeringkan di oven

2.3.4 Effisiensi Sistem Pemanasan pada Mesin Oven Putar

Merupakan hasil perbandingan antara energi yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu ( Qs ) dan penguapan air yang terdapat didalam bahan (Qi)

dengan jumlah energi yang tersedia dalam sistem pengering. Effisiensi dapat

dicari dengan persamaan sebagai berikut : ( Suharyanto, 2000 )

hsp =in

si

Q

QQ +x 100%( 7 )

dimana :

Qi = energi yang dibutuhkan untuk menguapkan air bahan ( J )

Qs = energi panas yang digunakan untuk menaikkan suhu bahan (J)

Qin = energi yang tersedia dari alat pengering ( J )


26/109

10

Perancangan kerugian kalor dilakukan untuk mengetahui besar kerugian

kalor yang terjadi pada saat proses pemanasan ( pengovenan ) bahan (kacang) dan

tempatnya serta waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu pemanasan yang

telah ditentukan. Rugi kalor juga merupakan panas yang terbuang percuma dalam

suatu proses yang membutuhkan kalor. Proses kerugian kalor tersebut melalui tiga

macam cara yaitu :

Konduksi, konveksi,radiasi.

2.4.1 Konduksi

Konduksi adalah mengalirnya panas dari daerah yang bersuhu lebih

tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam satu medium (padat, cair,

atau gas ) atau antara medium medium berlainan yang bersinggungan secara

langsung. Konduksi adalah satu-satunya mekanisme yang mana panas dapat

mengalir dalam zat perantara (Kreith, 1997)

Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu ( temperatur gradient ),

maka menurut pengalaman akan terjadi perpindahan energi dari bagian bersuhu


27/109

11

disini hukum Fourier kita gunakan lagi dengan menyisipkan rumus luas yang

sesuai. Luas bidang aliran kalor dalam sistem silinder adalah

Ar = 2pr L( 9 )

Dimana : r : jari jari sillinder

L : Panjang silinder

Sehingga hukum Fourier menjadi

qr = - kAdr

dT.( 10 )

dimana dr : tebal plat

Dengan kondisi batas T = Tipada r = ri

T = Topada r = ro

Jadi besar perpindahan kalor pada silinder adalah (J.P Holman 1993)

q =

-

i

i

r

rIn

TTL

0

0 )(2p ...( 11 )

P d di di t j di i d h di d t i i


28/109

12

Perpindahan kalor menyeluruh dihitung dengan jalan membagi beda

suhu menyeluruh dengan jumlah tahanan termal antara perpindahan panas secara

konveksi dan konduksi :

q =AhkAxAh

TT BA

21 /1//1 +D+

-( 13 )

dengan : TA : Suhu fluida di dalam ruangan oven

TB : Suhu fluida di sekitar permukaan plat bagian luar (diudara luar)

h : Koefisien perpindahan panas konveksi ( W/moC )

k : Konduktivitas termal bahan ( W/moC )

TA

T1 T2 T2

q

TB


29/109

13

2.4.2 Konveksi

Konveksi adalah proses transport energi dengan kerja gabungan dari

konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Konveksi sangat

penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat

dengan cairan atau gas (Kreith, 1997 ).

Adapun perpindahan kalor persatuan waktu dalam konveksi adalah sama

dengan kerugian kalor secara konveksi

(Holman, 1984) :

qkv = h . A . DT.( 16 )

Dimana :

h = Koefisien perpindahan kalor konveksi ( W/moC )

A = Luas permukaan ( m2 )

DT = Beda suhu fluida antara bagian dalam dan bagian luarselama proses

pemanasan berlangsung ( oC )

Konveksi yang terjadi pada mesin ini adalah perpindahan panas

konveksi alamiah, karena tidak ada udara yang sengaja dialirkan. Perpindahan


30/109

14

tinggi plat L, untuk silinder horisontal oleh diameter d, dan demikian seterusnya.

Nilai nilai konstanta C dan m berbeda untuk setiap kasus.

1). Konveksi Bebas

Menentukan nilai bilangan Gr (Grashof) pada bidang silinder horisontal

adalah (J.P Holman)

GrdPr = Prx

d.)T-T(..g2

3

o1

Dimana =T

1, dimana T : Temperatur mutlak (oK)

Jika sumber panas ditempatkan pada Silinder Horizontal (silinder pejal

maupun berongga), maka untuk menghitung besar panas yang dibangkitkan

di sekelilingnya adalah (J.P Holman.1988)

Nud = 0,53 (Grd . Pr)1/4

2). Konveksi bebas dalam ruang tertutup

Konveksi bebas dalam ruang tertutup merupakan perpindahan panas

konveksi alamiah, Dimana penyebabnya adalah gaya apung fluida .

1


31/109

15

Menentukan nilai h (koefisien perpindahan kalor konveksi) (J.P Holman)

h =L

kxNu

Dimana T1 dan T2 adalah suhu dinding dinding pada kedua sisi ruang tertutup

itu dan L adalah panjang silinder .

2.5 Glass Whool

Glass whool merupakan bahan isolasi termalyang berbentuk serat, glass

whool dibuat dari slag tanur tinggi dan dari batuan gunung berapi, bahan baku

dicairkan dalam tanur listrik dan dibuat menjadi serat halus. Glass whool

mempunyai sifat sifat sebagai berikut ( Surdia, 1984):

a. Tahan terhadap temperatur tinggi

b. Ringkas dan sangat baik untuk isolator

c. Dapat dibuat menjadi beberapa bentuk.

2.6 Bi-metal (dwi Logam)

S t li k d t di t d k d i l (bi


32/109

16

Isolasi

Kontak

Kabel

a

b

Gambar 2.3 Rangkaian Bimetal

2.7 Asbes

Asbes merupakan bahan isolasi termal yang berbentuk serat. Asbes dari slag tanur

tinggi dan dari batuan gunung berapi. Bahan baku dicairkan dalam tanur listrik

dan dibuat menjadi serat halus. Asbes mempunyai sifat sifat sebagai berikut :

a Tahan terhadap temperatur tinggi.

b Ringan dan sangat baik untuk isolator

c Dapat dibuat menjadi beberapa bentuk. (Tata Surdia, 1984)


33/109

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

3.1.1 Studi Lapangan

Dalam pembuatan Mesin oven putar otomatis ini, terlebih dahulu

dilakukan survey di lapangan mengenai sistem kerja pengovenan kacang asin.

3.1.2 Studi Literatur

Mencari literatur sebagai penunjang dan referensi dalam pembuatan

Mesin oven putar otomatis antara lain adalah:

- Mekanisme dan sistem perpindahan panas yang terjadi

- Besar energi yang digunakan selama pengovenan

- Sistem kontrol suhu otomatis


34/109

18

3.2.1 Perancangan dan Perancangan

Dari studi Lapangan dan Studi Pustaka tersebut dapat direncanakan

bahan yang akan diperlukan dalam pembuatan sistem pemanasan dan kontrol suhu

secara otomatis, adapun sistem yang direncanakan meliputi :

- Perancangan kapasitas pengovenan

- Letak elemen pemanas

Letak perancangan elemen pemanas adalah pada bagian bawah

silinder tepatnya dibagian tengah.

- Glass whool sebagai media peredam panas

Berapa tebal dan berat glass whool yang digunakan

- Sistem pengontrolan suhu secara otomatis

Otomatis dilakukan pada kontrol suhu dan timer yakni dengan

menggunakan bimetal dan timer.

- Besar tenaga listrik yang digunakan

Berapa daya listrik yang digunakan


35/109

19

A. Pembuatan silinder pengovenan

Bentuk silinder pengovenan yang direncanakan adalah seperti pada

gambar berikut gambar berikut :

4

321

Keterangan :

1. Pintu silinder

2 jalan keluarnya uap air

20


36/109

20

3). Cara pembuatan

- Memotong bagian atas dan bawah drum hingga kedua drum tersebut

menjadi berukuran dengan panjang masing masing 35 cm.

- Menyambungkan kedua drum itu dengan menggunakan las listrik.

- Setelah kedua drum tersebut tersambung maka pada sisi bagian

tengah drum diberi pintu berengsel.

- Kemudian melubangi setengah bagian pada bagian atas drum

sepanjang drum tersebut sebagai jalan keluarnya gas

B. Pemasangan elemen pemanas pada silinder pengovenan sesuai rancangan

Bentuk Elemen pemanas dan cara pemasangannya direncanakan seperti

gambar berikut:

21


37/109

21

- Logam bimetal (sebagai pengontrol suhu)

- Kabel

2). Alat yang digunakan

- Mesin las listrik dan las asetelin

- Gergaji

- Mesin bor

- Penggores

- Solder listrik

3). Cara pembuatan

- Membersihkan dahulu drum dari kotoran-kotoran yang menempel

- Mengebor bagian atas sampai setengah melingkar bagian drum

sepanjang drum

- Memasang elemen pemanas pada sisi bawah dari silinder tepat

pada posisi tengah. Pada proses pemasangan elemen pemanas,

elemen pemanas harus benar-benar berada pada dudukan yang

tepat. Hal ini dilakukan untuk menghindari berubahnya posisi

22


38/109

22

Asbes = 3 mmPlat = 1,5 mm

Glass whool = 100 mm

Gambar 3.3 Lapisan Glass whool dan Asbes

1). Bahan

- Glass Whool dan asbes

- Plat tebel 1mm sebagai penyekat luar

- Paku keling

23


39/109

23

sehingga, lapisan asbes dan glass whool berada didalam antara plat

dalam (pengikat) dan plat luar (plat pada rangka utama).

D. Perangkaian kelistrikan pada sistem pemanasan dan isolator panas pada oven

menjadi oven yang siap pakai

1).Bahan

Adapun bahan bahan yang digunakan antara lain :

- Kabel.

- Elemen pemanas listrik dengan daya 450 watt

- Bimetal (sebagai pengontrol suhu).

- Timer (pengontrolwaktu)

- cincin keramik

- Pelindung kabel dari panas

- Lampu indikator

2) Alat

- Gunting

24


40/109

24

- Menghubungkan salah satu kabel elemen pemanas dengan salah satu

kutub pada bimetal, kemudian pasang lampu indikator pada kabel

yang menghubungkan timer dengan arus listrik.

3.2.3 Pengujian Alat

Pengujian dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja mesin oven putar

otomatis secara keseluruhan apakah sistem dari mesin oven putar otomatis telah

sesuai dengan spesifikasi yang dirancang yaitu menghasilkan suhu ruangan

pengovenan yang telah dirancang. Adapun pengujian yang dilakukan pada bagian

perpindahan panas ini meliputi :

- Uji Pemanasan (pengovenan)

Dilakukan untuk mengetahui apakah sistem dari pemanas ini telah

sesuai dengan spesifikasi yang dirancang yaitu menghasilkan suhu yang telah

direncanakan. Pengujian alat dlakukan dengan prosedur sebagai berikut:

- Pengaliran listrik pada elemen pemanas

- Pemasukan data input yang diharapkan.

25


41/109

25

3.3 Alat dan Bahan

3.3.1 Alat yang Digunakan

Alat yang digunakan dalam pembuatan mesin oven putar otomatis

dengan pemanas listrik sebagai sumber panas ini antara lain :

a. Motor AC HP 1400 rpm

b. Mesin bor

c. Gerinda

d. Milling

e. Gergaji

f. Tool Box

g. Kikir

h. Ragum

i. Unit Las listrik dan asetelin

j. Pengeling

3.3.2 Bahan yang Digunakan

26


42/109

26

3.4 Diagram Alir Perancangan

Diagram alir perancangan ini dibuat untuk mengetahui suatu sistem

pengerjaan sekaligus pemecahan permasalahan dalam perancangan dari mesin

oven putar. Adapun diagram alir dari perancangan pada pembuatan mesin oven

putar otomatis ini adalah :

27


43/109

7

Start

Studi lapangan

Studi pustaka

Design

Bagian

statis

Bagian pemanas

Bagian yang

ber erak

Glass whool

Pembuatan

frame

Elemen pemanas Kelistrikan

Bagian dinamis

Manufaktur

28


44/109

Sumber arus

Elemen Pemanas

Timer Bimetal

3.5 Perancangan Cara Kerja oven putar:

Perancangan diagram blok mesin oven putar merupakan diagram yang

menggambarkan aliran kerja mesin oven putar otomatis yang dimulai dari sumber

arus sampai dengan pengatur suhu secara otomatis. Perancangan cara kerja dari

mesin putar otomatis ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

29


45/109

Pada saat listrik dalam keadaan on (hidup) maka elemen pemanas akan

bekerja dan sensor suhu (bimetal) akan memberikan informasi berapa besar suhu

dalam ruang pemanas, jika besar suhu dalam ruang pemanas sudah sesuai dengan

yang dikehendaki maka Bimetal akan memutuskan arus listrik, sehingga proses

pemanasan akan berhenti untuk sementara, dan apabila suhu sudah dibawah suhu

yang dikehendaki maka bimetal akan menghubungkan kembali arus listrik

sehingga pemanasan akan mulai lagi, demikian seterusnya dengan tujuan untuk

menjaga suhu dalam oven agar tetap stabil sesuai yang dikehendaki. disini bimetal

berfungsi sebagai saklar sementara, proses pemanasan akan berhenti total apabila

sudah mencapai pada waktu pemanasan yang telah ditentukan (timer) dan kacang

sudah matang (dimana sebelumnya telah dilakukan pengujian tentang lama waktu

dan besar suhu yang diperlukan sampai kacang matang) , maka timer (kontaktor)

akan memutus arus listrik sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir

(pemanasan berhenti total). Disini timer berfungsi sebagai kontaktor dan saklar

utama.


46/109

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perancangan

Bentuk perancangan mesin oven putar otomatis lebih jelasnya dapat

dilihat pada gambar dibawah ini (Gambar 4.1)

11 149876532

13 121

410

15 16

Gambar 4.1 Mesin Oven Putar Otomatis

K

31


47/109

Untuk kacang kulit oven asin (kacang asin), mula-mula kacang kita

rebus dalam air garam hingga masak, setelah itu kacang tersebut kita jemur hingga

benar-benar kering. Sebelum dioven, kacang dcelupkan sebentar dalam air

kemudian ditiriskan. Pengovenan dilakukan sampai kacang benar-benar kering

dan renyah. Perlu diperhatikan bahwa selama pengovenan, kacang harus sering

dibolak-balik agar warnanya merata. (Sugihardjo, 2005).

Prinsip kerja dari mesin oven putar otomatis ini adalah Pada saat listrik

dalam keadaan on (hidup) maka elemen pemanas akan bekerja dan sensor suhu

(bimetal) akan memberikan informasi berapa besar suhu dalam ruang pemanas,

jika besar suhu dalam ruang pemanas sudah sesuai dengan yang dikehendaki

maka Bimetal akan memutuskan arus listrik, sehingga proses pemanasan akan

berhenti untuk sementara, dan apabila suhu sudah dibawah suhu yang dikehendaki

maka bimetal akan menghubungkan kembali arus listrik sehingga pemanasan akan

mulai lagi, demikian seterusnya dengan tujuan untuk menjaga suhu dalam oven

agar tetap stabil sesuai yang dikehendaki. disini bimetal berfungsi sebagai saklar

sementara, proses pemanasan akan berhenti total apabila sudah mencapai pada

32


48/109

ruang oven adalah 80 oC, suhu awal kacang dan suhu sebelum dipanaskan adalah

30oC, kerugian panas yang terjadi pada dinding oven besarnya adalah sama

dengan perpindahan kalor yang keluar pada dinding oven, untuk

mengurangi/memperkecil perpindahan panas pada dinding digunakan bahan

isolasi glass whool setebal 0,1m dan asbes dengan tebal 0,003m, perpindahan

panas dalam dinding oven putar ini merupakan perpindahan panas gabungan

antara perpindahan panas konveksi dan perpindahan panas konduksi serta

perpindahan panas konveksi yang terjadi pada jalanya uap panas, yang terdapat

diatas dinding oven.

Kerugian energi panas persatuan waktu yang terjadi pada dinding oven

besarnya adalah minimal sama dengan besar perpindahan panas yang keluar

melalui dinding setiap persatuan waktu, perpindahan panas yang terjadi pada

dinding merupakan perpindahan panas gabungan antara perpindahan panas

konduksi dan perpindahan panas konveksi, jika pada dinding diberi lapisan glass

whool dan asbes dengan nilai k (konduktifitas termal) glass whool adalah k =

0,038 W/m. oC, dan nilai k (konduktifitas termal) Asbes adalah k = 0,069

33


49/109

b. Kerugian Panas pada Dinding Atas dan Bawah

Sama halnya dengan kerugian panas yang terjadi pada dinding oven

bagian samping sebelum menghitung besar kerugian panas maka kita harus

mencari nilai h (koefisien perpindahan panas konvenksi), nilai k (koefisien

perpindahan panas konduksi) yang di dapatkan dari tabel sesuai dengan jenis

bahan dinding dari oven, Setelah dilakukan perhitungan maka didapatkan besar

perpindahan atau kerugian panas pada dinding atas 10,45 watt dan bawah yaitu

10,75 watt maka total kerugian panas pada dinding atas dan bawah sesuai dengan

perhitungan pada lampiran A 2 .1 dan A2.2(halaman 51-55) adalah 10,45 watt +

10,75 watt = 21,2 watt

c. Kerugian Panas pada Jalannya Uap Air pada Dinding Atas

Pada dinding bagian atas terdapat lubang yang sengaja dibuat untuk

jalannya uap air dimana lubang tersebut memiliki dimensi Panjang = 0,2 m, Lebar

= 0,02 m pada jalannya uap air ini terjadi perpindahan panas secara konveksi yang

memilikir (masa jenis udara) = 0,8826 kg/m3, pada suhu 80 oC (353 oK), nilai k8

34


50/109

Jadi besar kerugian panas akibat perpindahan panas pada dinding lebih kecil jika

isolasi pada dinding diberi asbes

4.2.2 Analisa Panas di dalam Ruangan Oven di sekitar silinder

Panas yang ditimbulkan di sekitar silinder di ruang pemanas adalah

merupakan aliran panas yang terjadi secara konveksi bebas. Ruangan oven dijaga

pada suhu maksimal, yakni kurang lebih direncanakan sebesar 90oC dengan

sumber panas adalah elemen pemanas listrik yang ditempatkan pada silinder

pengovenan dengan posisi horisontal. Di dalam ruangan oven diasumsikan jika

suhu awal adalah sebesar 30oC, besar k (konduktifitas udara) setelah diinterpolasi

adalah k= 0,03459 w/m. oC Koefisien muai volumetrik () =Tf

1=

Ko

363

1.

setelah dilakukan interpolasi dan perhitungan maka nilai bilangan prandtl (Pr) =

0,69492. Besar angka Rayleight setelah dilakukan perhitungan (Ra) = Gr.Pr = 8,1

x 107. besar bilangan Nusselt = 48,3. Besar koefisien perpindahan kalor konveksi

(h) = 6,8 w/m2

.o

C

M k l h dil k k hi b li k l di ki

35


51/109

berukuran panjang 0,65m dan lebar 0,65m atau berbentuk persegi, untuk dinding

oven bagian atas dan bawah masing-masing berukuran panjang 0,9m dan lebar

0,65 m. (Dari perhitungan pada lampiran A.7 halaman 60-61) Jadi massa

keseluruhan glass whool yang dibutuhkan adalah 6 kg.

4.2.5 Perancangan Kapasitas Drum Pengovenan

a. Sebelum merencanakan kapasitas silinder pengovenan, maka langkah

pertama yang harus dilakukan adalah mencari massa jenis kacang, mencari

volume drum yang dirancang, mencari volume poros yang ada dalam drum

karena poros ini akan mengurangi temapt pengovenan kacang, menentukan

banyaknya kacang dalam drum, Dalam menentukan berat kacang, dilakukan

dengan menimbang secara bersama-sama 100 biji kacang yang diambil

secara acak. Berat 100 biji kacang adalah 180,5 gr. Maka massa perbiji

kacang adalah:

kgxgr3

10805,1805,1

100

5,180 -==

( hit d l i A h l 62)

36


52/109

didapatkan volume masing-masing bagian dari pengaduk dengan nilai sebagai

berikut Volume bagian pengaduk= 34.540 mm3,

Vtotal pada pengaduk = 34.540 mm3 + 7500 mm3 + 1875mm3 + 78000 mm3

= 121915mm3

(perhitungan padalampiran hal.63)

Volume drum yang dapat diisi kacang

=V - Vp Vtotal pada pengaduk V rumah pengaduk

= 30.746.880 mm3

- 333.625 mm3 121915mm

3- 34.540 mm

3

= 30.256800 mm3 (perhitungan pada lampiran A hal.63)

Banyaknya kacang dalam drum =perbuahkacangVolume

kacangdiisidapatyangdrumVolume

=3

3

667.2

30.256800

mm

mm

= 11344,88 biji kacangDrum tidak diisi penuh oleh kacang dengan tujuan untuk memudahkan

proses pengadukan yang dilakukan oleh pengaduk sehingga massa kacang pada

drum dirancang maksimal sebesar 10 kg4 2 6 Menentukan Kadar Air pada Kacang

37


53/109

4.2.7 Menentukan Panas Jenis Bahan (Cp)

Panas jenis bahan setelah dihitung (pada lampiran A halaman 65)

didapatkan besar panas jenis kacang (Cp) adalah 0,84 J/kg. oC, masa kacang yang

akan dikeringkan dengan oven ini adalah 10 kg, suhu awal di asumsikan sebesar

30oC, dan suhu pengovenan sebesar 90oC, maka q (energi panas) yang dibutuhkan

untuk memanaskan 5 kg bahan (kacang) adalah 264 J, kadar air awal Mo = 85% ,

jadi 0,85 berat air terikat pada 0,2 berat bahan (kacang) kering, dimana kadar air

akhir dikehendaki 2 % jadi 0,02 berat air terikat dengan 0,98 berat bahan kering.

Maka Masa air yang harus diuapkan / dihilangkan (Wu) untuk 1kg bahan asli

adalah 4,23 kg air.

4.2.8 Panas Laten Penguapan (QL)

Panas Laten penguapan diperoleh dari perkalian antara Kalor laten (Li)

dengan masa air yang harus diuapkan (Wu), dari perhitungan besar Wu adalah

4,23 kg air,.dan beasr Kalor laten (Li) adalah 284,512 Kj /kg, dari hasil(perkalian

pada perhitungan pada lampiran A hal. 66) didapatkan panas laten penguapan

38


54/109

4.2.10 Menentukan q (panas total)

q Total merupakan jumlah energi panas yang dibutuhkan untuk proses

pengovenan q total adalah penjumlahan dari energi yang dibutuhkan untuk

memanaskan siliner dengan energi panas yang dibutuhkan untuk 5 kg kacang dan

q udara pada ruang pengovenan jika suhu yang direncanakan pada proses

pengovenan adalah 90oC, maka besar q total adalah 1405,569 Kj.

(perhitungan ada pada lampiran A hal.68)

4.2.11 Waktu Pengovenan (proses pengeringan)

Waktu pengovenan dicari dengan membagi antara q Total dengan hasil

pengurangan antara daya listrik dengan q rugi, maka diperoleh waktu pengovenan

selama 1 jam.(perhitungan ada pada lampiran A.14 hal. 68)

4.3 Analisa kegiatan dan Hasil Pengujian

4.3.1 Prosedur Pengovenan Kacang

Proses pembuatan kacang garing asin dimulai dengan pensortiran kacang

yang dilakukan dengan tangan, kemudian dilakukan pembersihan dengan

39


55/109

a). Mengatur beberapa suhu yang dikehendaki, pada posisi minimal,

setengah dan maximal dengan cara memutar bimetal sebagai

pengatur besar suhu.

b). Menyeting berapa waktu yang akan digunakan selama proses

pengovenan sesuai dengan besar suhu yang digunakan.

c). Membuka mesin oven, buka silinder pengovennya, masukkan kacang

sesuai yang dikehendaki, tapi jangan sampai melebihi kapasitas

mesin oven yaitu 10 kg.

d). menghidupkan motor, sehingga memutar penyangrai (pengaduk)

yang ada didalam silinder pengovenan

e). Menuggu sampai listrik berhenti sesuai dengan waktu dan suhu yang

telah kita setting, jika setelah itu kacang dilihat terasa belum matang

maka lakukan sekali lagi prosedur diatas dengan menyeting suhu dan

waktu yang lebih kecil dari yang sebelumnya.

f). Membuka mesin oven, buka silinder pengovennya, ambil kacang

garing yang sudah matang.

40


56/109

Percobaan dilakukan pada oven putar dengan menggunakan elemen pemanas

listrik,

Tabel 4.1 Data yang diperoleh dari hasil uji coba pengovenan kacang pada mesin

oven putar dengan sampel sebanyak 5 kg (5000 gram) adalah sebagai

berikut :

No Berat Kacang

(gram)

Waktu

(menit)

Berat Kandungan Air

(%)

1 5000 gram 0 85 %

2 4570 gram 30 menit 76,4 %

3 4140 gram 30 menit 67,8 %

4 3710 gram 30 menit 59,2 %

5 3270 gram 30 menit 50,4 %

6 2820 gram 30 menit 41,4 %

7 2350 gram 30 menit 32 %

8 1870 gram 30 menit 22,4 %

9 1350 gram 30 menit 12 %

Berat kandungan air yang dihitung pada kacang adalah kandungan air setelah

41


57/109

a Masa air yang harus diuapkan / dihilangkan (Wu) untuk 5 kg bahan kacang

adalah 4,23 kg air (hasil perhitungan pada lampiran A 9)

b. Panas laten penguapan ( Qi ) adalah energi panas yang dibutuhkan untuk

menguapkan air bahan adalah 1203,48576 Kj hasil perhitungan pada

lampiran A 10

c. Panas Sensibel (Qs) merupakan energi panas yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu bahan

Jadi kebutuhan energi panas untuk 10kg bahan (kacang) adalah :

Q = QL+ Qs

= 1071,104Kj + 0,252 Kj

= 1071,356 Kj

d. menentukan q total (energi panas yang dibutuhkan selama pengovenan)

q total = 1071,356 Kj + 193,2Kj + 8,62 Kj

= 1273,176 Kj

e Waktu pengovenan 4 jam

f. Banyak kacang yang hancur

42


58/109

4.3.3 Pembahasan

a. Kacang yang hancur setelah proses pengovenan diakibatkan karena

bentuk/ bahan pengaduk yang tidak presesi dengan dinding silinder

sehingga antara pengaduk dan dinding silinder terdapat ruang sisa yang

mengakibatkan kacang masuk kedalamnya dan tergencet sehingga kacang

akan hancur.

b. Waktu pengovenan aktual saat uji coba adalah 4 jam sedang berdasarkan

perhitungan adalah 1,5 jam. Perbedaan waktu ini disebabkan karena suhu

yang ada didalam ruang pengovenan selama proses pengovenan

berlangsung tidak stabil paad suhu 90oC.

c. Jumlah kacang yang hangus dan pematangan yang tidak merata

disebabkan karena proses pengadukan yang terlalu cepat dan posisi elemen

pemanas.


59/109

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari perancangan dan perhitungan yang telah

diuraikan dalam bab-bab sebelumnya, maka dapat ditarik kesimpulan :

a. Waktu yang dibutuhkan selama pengovenan ternyata lebih lama

dibandingkan dengan hasil perancangan, Perbedaan waktu ini

disebabkan karena suhu yang ada didalam ruang pengovenan selama

proses pengovenan berlangsung tidak stabil paad suhu 90 oC.

b. Jumlah kacang yang hangus dan pematangan yang tidak merata

disebabkan karena proses pengadukan yang terlalu cepat dan posisi

elemen pemanas.

c. Pemerataan dan stabilnya suhu pemanasan sangat penting untuk

mendapatkan hasil pengovenan yang merata.

44


60/109

h. Hasil dari pengovenan masih jauh dari sempurna

5.2 Saran

Dalam perancangan dan pembuatan mesin oven putar ini (bagian

perpindahan panas) masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan untuk

mendapatkan hasil yang lebih baik dan maksimal dalam redesain atau pembuatan

yang selanjutnya yang perlu diperhatikan adalah :

a. Untuk mengurangi kerugian panas, maka lapisan isolator panas harus

direncanakan dengan seefisien mungkin.

b. Untuk mendapatkan suhu yang benar-benar konstan maka pengatur

suhu harus meggunakan sistem otomatis.

c. Untuk hasil pengovenan yang lebih baik, sebaiknya diperhatikan posisi

pemasangan elemen pemanas, agar elemen pemanas tersebut tidak

berubah posisinya selama proses pemanasan.

d. Pembuatan pengaduk dalam silinder pada mesin oven putar ini masih

jauh dari sempurna, maka dalam redesain atau pembuatan selanjutnya


61/109

DAFTAR PUSTAKA

Aman wirakarta kusumah. Kamaruddin Abdullah. 1992.Sifat fisik Pangan.Bogor

Institut Pertanian Bogor.

Anwar, B, S. Ramelan, Soetrisno. 1984. Listrik Dalam Praktek. Jakarta. Pradnya

Paramita.

Atjeng. I Dewa subrata. M, Syarief. Susilo Sarwono.1992.Piranti ukur Elektronik

untuk industri Pangan.Bogor. Institut Pertanian Bogor.

Earle, R. L. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan.Bogor. SastraHudaya.

Holman, J. P. 1984.Perpindahan kalor.Jakarta , Erlangga.

Jerold W.Jones. Wilbert F.Stoecker. 1996.Refrigerasi Dan Pengkondisian Udara.

Jakarta, Erlangga

Kreith, F. 1997.Perpindahan panas,Jakarta, Erlangga.

Suharyanto, E. 2000.Analisa Pengeringan Biji Kakao dengan Variasi Pemerasan

Lendir dan Daya Motor Listrik Pada pengering Tenaga KolektorM i l J b F k l P i U i i J b

46


62/109

LAMPIRAN A. PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

A.1 Maka besar perpindahan panas pada dinding samping dengan tebal

glass whool yang direncanakan setebal 0,1m adalah :

0,1 m

Plat

Glasswhool

0,0015 m

Asbes

Plat

Gambar A.1 Penampang Dinding Oven

Jika diketahui k (konduktifitas termal asbes) = 0,069 W/m.oC

47


63/109

Perpindahan panas yang terjadi pada dinding oven putar ini adalah perpindahan

panas gabungan antara perpindahan panas konduksi dan perpindahan panas

konveksi

00.1

3

.2

2

11

1

1

01

.

1

....

1

T-

AhAk

x

Ak

x

Ak

x

k

x

Ah

Tq

Asbes

Asbes +D

+D

+D

+D

+=

dimana : k1 : konduktivitas termal plat = 54,5 w/m.oC

k2 : konduktivitas termal glasswhool = 0,038 w/m.oC

A0 : luas plat pada bagian luar dinding

A : Luas glass Whool

A1:

Luas plat pada bagian dalam

1) Perpindahan konveksi

a Sifat-sifat fluida dihitung pada temperatur film (Tf)Tf = (T1 + To)

= (80oC + 30

oC)

= 55 oC

L = 65cm

48


64/109

Sifat Sifat fluida dihitung pada temperatur film (Tf)

c Menentukan rudara

rudara pada suhu 55 oC (328 oK) dicari dengan interpolasi

rudara pada suhu 300oK = 1,1774 kg/m3

rudara pada suhu 350oK = 0,9980 kg/m3, maka interpolasinya

1,1774-9980,0

1,1774-

K300-K350

K300-K328oo

oo X=

1794,0

1,1774-

K50

K82o

o

-=

X

5,0232 = 50x 58,87

X =50

8932,63

= 1,2778

d. Menentukan nilai k pada suhu 328 oK (55 oC)

Pada suhu 300oK, nilai k = 0,02624 w /m.

oC

Pada suhu 350oK, nilai k = 0,03003 w /m. oC

49


65/109

Pada suhu 350o

K, nilai Pr= 0,697

f. Maka untuk menentukan nilai Prpada suhu 328oK dilakukan interpolasi

0,708-0,697

0,708-

K300-K350

K300-K328oo

oo X=

0,011-

0,708-

K50

K28o

o X=

-0,308 = 50x 35,4

35,092 = 50x

X = 0,70184

Jadi pada suhu 55 oC (328 oK), nilai Pr= 0,70184

g. Menentukan nilai Gr

Gr=2

3

o1

2

L.)T-T(..g.(Dimana : L = Tinggi dinding samping oven 65 cm)

Gr=25-

32

)108462,1(

)65,0()30-80(55

110)2778,1(

x

xCCxxx oo

3

50


66/109

=65,0

0352,006,681 x

= 9,1

- Sisi Dinding Samping

Besar hambatan termal konduksi pada asbes bagian sisi samping pada dinding

oven adalah

Ak

x

Asbes

Asbes

.

D=

( ) ( )2m035,1xw/m.oC0,069m003,0

= 0,042 oC/watt

Besar1

A.h1 = ( ) ( )

22 035,1../1,91

mCmw o

=418,9

1

= 0,106oC/watt

Besar 1Ak

x =( )( )20351/57

0015,0Co

51


67/109

= 0,000013o

C/watt

Besar0

A.h

1=

( ) ( )

22 015,2../1,9

1

mCmw o

=3,18

1

= 0,054o

C/watt

j Maka besar perpindahan panas pada sisi samping dinding oven secara

keseluruhan adalah

00.1

3

0.2

2

11

1

asbes

asbes

1

01

A.h

1

A.k

x

A.k

x

A.k

x

A.k

x

A.h

1

T-Tq

+++++

=

=( )

0,054000013,01,3000025,00,0420,106

30-08

=+++++

Co

= 33,28 watt

A 2 P i d h P d Di di At d B h

52


68/109

GrL = 2

3

o1

2

L.)T-T(..g.

=( ) ( )

( )2

32

5-10x2,075

775,0.)30-80(.60

1.10.1454,2 o C

= ( )( )10

2

3

10x2,075

775,0.35,38

= 1010x3,4

85,17

= 4,15 x 1010

GrL. Pr =4,15 x 1010 . 0,69492

= 2,8839x 1010

Karena sumber panas berada dibawah dinding (dinding atas) berarti sisi plat

yang dipanaskan berada di atas sumber panas maka

NuL = 0,58 (GrL. Pr)1/3

untuk 106< GrL. Pr< 10

11

Maka nilai NuL = 0,58 (GrL. Pr)1/5

= 0 58 (2 8839x 1010)1 /5

53


69/109

1.Akx

Asbes

AsbesD =( ) ( )2m585,0xw/m.oC0,069

m003,0

=( ) ( )2m315,0xw/m.oC0,069

m003,0

= 0,138 oC/watt (bagian atas dan bawah sama)

1A.h1 = 2o2 m0,315.C.W/m31,99

1

= 0,0992 oC/Watt

11

1

A.k

x=

2o2

m0,315.C.W/m57

0015,0

= 0,0000835oC/Watt (bagian atas dan bawah sama)

=D

Ak

x

.1

2

2o2 m0,585.C.W/m0,038

1,0

= 4,49 oC/Watt (bagian atas dan bawah sama)

=D 3x 2o2 003,0

54


70/109

= ( )( ) C/wat0534,0000167,049,40000835,0138,00,0992

30-80o+++++

Co

= 10,45 watt

A 2.2 Besar perpindahan panas gabungan akibat konveksi dan konduksi pada

dinding bagian bawah adalah :

sumber panas berada diatas dinding (dinding bawah) berarti sisi plat yang

dipanaskan berada dibawah sumber panas, jika

GrL. Pr =4,15 x 1010. 0,69492

= 2,88 x 1010

Untuk 2 x 108

< GrL.Pr


71/109

= 0,0078o

C/Wat

Jadi besar perpindahan panas gabungan akibat konveksi dan konduksi pada

dinding bagian bawah adalah :

00.1

3

0.2

2

11

1

asbes

asbes

1

01

A.h

1

A.k

x

A.k

x

A.k

x

A.k

x

A.h

1

T-Tq

+++++

=

=( )

( ) C/wat0,0078000167,049,40000835,00,1380,014530-80

o+++++

Co

= 10,75 watt

A.3 Menentukan q rugi karena konveksi pada jalannya uap airBesar kerugian kalor konveksi yang terjadi pada dinding atas oven, jika

pada dinding atas oven diberi lubang untuk jalan keluarnya uap air, dan besar

lubang ayng direncanakan adalah:

Panjang = 20 cm

Lebar = 2 cm

M k l (A) l

56


72/109

g = 10m /s2

m(dari tabel sifat-sifat udara) = 2,286 x 10-5 kg /m.s

A.3.1 Menentukan nilai k pada suhu 328 oK (55 oC)

Pada suhu 300oK, nilai k = 0,02624 w /m.

oC

Pada suhu 350o

K, nilai k = 0,03003 w /m.o

C

Maka untuk mencari nilai k pada suhu 423 oK adalah dengan cara interpolasi

0,02624-03003,0

0,02624-

K300-K350

K300-K328oo

oo X=

00379,0

0,02624-

K05

K28o

o X=

0,10612 = 50 (X 0,02624 )

X =50

418,1

= 0,02836 W /m.oC

Jadi pada suhu 55o

C (328o

K), nilai k = 0,02836 W /m.o

C

57


73/109

Jadi pada suhu 55o

C (328o

K), nilai Pr= 0,70184

A.3.3. Menentukan nilai Gr

Gr=2

3

o1

2

L.)T-T(..g.

Dimana : L = Panjang silinder yang diberi elemen pemanas adalah 70 cm

Gr=25

32

)10286,2(

)7,0()30-80(55

110)8826,0(

x

xCCxxx oo

= 102

3

10)286,2(

)7,0(08,7x

x

= 102

10)286,2(

428,2x

= 46,7 x 108

A.3.4. Menentukan Bilangan Nusselt (Nu)N 0 53 (G P )

1/4

58


74/109

A 3.5 Besar kerugian kalor (q rugi) total karena perpindahan kalor pada ovenqrugi l= 33,28 watt + 10,45 watt + 10,75watt +3,596 watt = 58,076watt

A.4 Analisa Panas di dalam Ruangan Oven di sekitar silinder

Ruangan oven dijaga pada suhu maksimal, jika suhu yang dihasilkan

elemen pemanas kurang lebih 90

o

C pada saat setelah 15 menit listrikdihidupkan dengan elemen pemanas listrik ditempatkan pada bagian tengah

bawah dari silinder pengovenan dengan posisi silinder horisontal. Pada saat

yang bersamaan pula suhu yang terdapat diruang sekitar silinder adalah 70 oC,

maka kalor yang dibangkitkan disekeliling silinder (pada ruangan oven) akibat

perpindahan kalor konveksi bebas adalah :k (konduktifitas udara) pada suhu 90 o C setelah diinterpolasi

= 0,03459 w/m.oC

Pr (setelah dilakukan interpolasi) = 0,69492

Diameter silinder (D) = 25 cm = 0,25 m

g (gravitasi ) =10 m/s

2

59


75/109

dilakukan interpolasi

6--6

-6

x1076,20-10x90,25

x1076,20-X

350-400

503-363=

-6

-6

1014,5

10x20,76-

50

13

x

X=

66,82 x 10-6

= 50X 1038 x 10-6

X = 22,09 x 10-6 m2/s

Maka besar () rata-rata =( ) ( )

2

/sm10x22,09/sm10x20,05 2-62-6 +

= 21,07 x 10

-6

m

2

/s

A 4.2 Menentukan angka Ryleight (Ra) = Gr.Pr

Grd.Pr =( )

PrT-

2

3

01 xv

dTgb

= ( ) ( )( )240,6949225,0200166,0.10

2

3

x

60


76/109

A.4.3 Menentukan besar bilangan Nusselt (Nu)Nud = C (Grd.Pr)

m

= 0,125 (8,1 x 107)1/3

= 54,08

A 4.4 Menentukan nilai h

h =d

Nuk d.

=( ) ( )

m

Cmw o

25,0

54,08../0,03459

= 7,483 w/m2.

oC

A.4.5 menentukan q (panas yang dibangkitkan silinder)

q = h (dL) . (T1-To)

= 7,483 w/m2.oC(3,14x0,25mx0,7m)(20oC)

= 82,238 watt.

A 4 6 M k l

61


77/109

= {(0,9m x 0,65m) x 0,1m= (0,585m

2) x 0,1m

= 0,0585 m3

Volume glass whool pada sisi samping

V= 2 x (Lalas x tebal glass whool)

= 2 x (0,65m x 0,65m x 0,1m)= 2 x (0,04225 m

3)

= 0,0845 m3

Volume glass whool pada bagian bawah dan sisi belakang

V = 2 x (Lalas x tebal)

= 2 {( 0,9m x 0,65m )x 0,1m}= 0,117 m3

Volume glass whool total = (0,0585 + 0,0845 + 0,117) m3

= 0,26 m3

Jadi massa keseluruhan glass whool yang dibutuhkan adalah

m =rglass whool

x V

3 3

62


78/109

volume air ditandai dan setelah biji kacang dimasukkan besarnya penambahanvolume air pada gelas ukur dicatat sebagai besarnya volume kacang.

Volume kenaikan air 266,7 ml = 266.700 mm3

Volume perbiji kacang adalah 2.667 mm3

d. Menentukan berat kacang

Dalam menentukan berat kacang, dilakukan dengan menimbang secarabersama-sama 100 biji kacang yang diambil secara acak. Berat 100 biji kacang

adalah 180,5 gr. Maka massa perbiji kacang adalah:

kgxgr3

10805,1805,1100

5,180 -==

Massa jenis biji kacang adalah:

37-

3

3

mmkg

6,77x10667.2

10805,1=

==

-

mm

kgx

kacangVolume

kacangMassar

A 6.2 Mencari kapasitas drum

Volume drum txrxV

2

p=

63


79/109

25 30

2

40

25

175220

40

25

175

670

100

Gambar 4.1 Konstruksi pengaduk

Volume rumah pengaduk = ( x(30 mm2) x 40 mm) ( x(25 mm

2)x 40 mm)

= 34.540 mm3

Volume penyangga pada poros

= (p x l x t)

64


80/109

Vtotal pada pengaduk = 34.540 mm

3

+ 7500 mm

3

+ 1875mm

3

+ 78000 mm

3

= 121915mm3

Volume drum yang dapat diisi kacang

=V - Vp Vtotal pada pengaduk V penyangga pengaduk

= 30.746.880 mm3 - 333.625 mm3 121915mm3 - 34.540 mm3

= 30.256800 mm

3

Banyaknya kacang dalam drum =perbuahkacangVolume

kacangdiisidapatyangdrumVolume

=3

3

667.2

30.256800

mm

mm

= 11344,88 biji kacangDrum tidak diisi penuh oleh kacang dengan tujuan untuk memudahkan

proses pengadukan yang dilakukan oleh pengaduk sehingga massa kacang pada

drum dirancang maksimal sebesar 10 kg

A.7 Menentukan Berat Kandungan Air pada Kacang

65


81/109

A 8 Menentukan Panas Jenis Bahan (Cp)

Cp =100

M-100.2,0

100

M oo+

=100

85-100.2,0

100

85+

= 0,88 J/kg.oC

q yang dibutuhkan untuk memanaskan bahan

q = m x Cp x DT

= 5kg kg x 0,88 J/kg.oC x (90

oC - 30

oC)

= 264 J

= 0,264kj

kandungan air awal Mo = 85 % , jadi 0,85 berat air terikat pada 0,15 berat bahan

(kacang) kering, dimana kandungan air akhir dikehendaki 2 % jadi 0,02 berat air

terikat dengan 0,98 berat bahan kering.

Masa air yang harus diuapkan / dihilangkan (Wu) untuk 5 kg bahan asli adalah

Wu =1

M-1

M-oM

x Ba

66


82/109

Energi udara pengering yang dihasilkan oleh pemanashf (entalpi) paad suhu 90

oC adalah 376 ,94

maka Li = hf

QL = Li x Wu

= 376,94 Kj /kg x 4,23 kg

= 1594,4562 Kj

A.10 Menentukan Panas Sensibel (Qs)

Panas Sensibel (Qs) merupakan energi panas yang dibutuhkan untuk


Qs = Ba x Cp x (T1 T2)

Dimana : Ba = Berat awal kacang yang akan di oven.

Cp = Panas Jenis bahan (kacang)

Qs = 5kg x 0,88 J/kg.oC x (90 oC - 30 oC)

= 264 J

= 0,264 Kj

67


83/109

A.11 Menentukan q pada Silinder Pengovenanq = m x Cp x DT

= 7 kg x 0,46 Kj /kg.oC x (90 oC - 30 oC)

= 193,2 kj

A.12 Menentukan q udara

q = m x Cp x DTmudara =r . V

digunakan rrata rata pada suhu 30 oC = 303 oK dan 90 oC = 363 oK,rudara

pada suhu 90 oC (363oK), untuk mengetahuinya dilakukan dengan interpolasi

tabel, jika pada suhu 350 oK nilair= 0,9980 kg/m3 dan pada suhu 400 oK nilai

r= 0,8826 kg/m3

,maka interpolasinya

0,9980-0,8826

0,9980-X

K350-K400

K350-K363oo

oo

=

0,1154-

0,9980-X

K50

K13o

o

=

-1 5 = 50 (X 0 9980)

68


84/109

Cp (digunakan Cp rata-rata pada suhu 30

o

C dan 90

o

C)Cp pada suhu 30

oC = 1,0057 kj /kg.

oC

Cp pada suhu 90 oC (363oK), didapatkan dengan menginterpolasi hasil pada table

sehingga:

1,009-1,014

1,009-

350-400

503-363 X=

0,065= 50 (X 1,009)

0,065 = 50X 50,45

X = 1,01 kj /kg.oC

Cp =2

C/kg.kj1,01C/kg.kj1,0057 oo +

= 1,007 kj /kg.oC

q = m . Cp . DT

= 0,1427 kg . 1,007 kj /kg. oC . (90 oC - 30 oC)

= 8,62 Kj

69


85/109

A.15 Menentukan Kapasitas Produksi Pengeringan (Pengovenan)

B =dTCp

x

.

..85,0 h

Dimana : B : Kapasitas Produksi pengovenan, kg/jam

dT : Beda suhu yang harus diciptakan untuk proses pengovenan,oC

x : Besarnya tenaga pemanas, watt

Cp : Kalor jenis bahan (kacang)

: Efisiensi elemen pemanas, 0,2 s/d 0,8

B =30)-90(../88,0

600.8,0.85,0

Ckgj

watto

= 7,27 kg/jam.

A.16 Menentukan Efisiensi sistem pengering

Merupakan hasil perbndingan antara energi yang dibutuhkan untuk

menaikkan suhu sebesar 1 oC (Qs) bahan dan energi yang dibutuhkan untuk

penguapan air bahan (QL) dengan jumlah energi yang tersedia dalam sistem

i

70


86/109

A.17 Analisa Debit Aliran UapA.17.1. Pada Silinder Pengovenan

Volume spesifik uap air pada t (suhu) 90 oC adalah 2,361 m3/kg .

Masa air yang harus diuapkan terhadap percobaan 5 kg kacang adalah 4 kg, lama

pengovenan adalah 4 jam maka :

a. volume air yang diuapkan adalah

Volume = 2,361 m3/kg x 4 kg

= 9,444 m3

b. Debit uap air yang dialirkan

Debit (Q) =jam

m

4

444,93

= 2,361 m3/jam

=s

m

3600

361,23

= 6,55 x 10-4 m3/sekon

Jika diketahui ukuran setiap lubang yang ada pada silinder pengovenan (diameter)

71


87/109

A.17.1. Analisa Pada Jalannya Uap Air pada Dinding Bagian Atas

Dengan dimensi p = 0,2 m, l = 0,02 m, maka :

Luas = p x l

= 0,2 m x 0,02 m

= 4 x 10-3 m2

a. Debit Aliran Uap (Q) adalah

Q = v x A

= (66 x10-3) m/det x (4x10-3 m2)

= 264 x 10-6m3/det

e. Kecepatan Aliran(v)

v = A

Q

=23

36

104

det/10264

mx

mx-

-

= 66 x 10-3

m/det

72


88/109

A.18 Perhitungan Data Hasil Pengujian

1. Pengujian

Percobaan dilakukan pada oven putar dengan menggunakan elemen pemanas

listrik

Tabel A.1 Data yang diperoleh dari hasil uji coba pengovenan kacang pada mesin

oven putar dengan sampel sebanyak 5 kg (5000 gram) adalah sebagai

berikut :

No Berat Kacang

(gram)

Waktu

(menit)

Kandungan air

(%)

1 5000 gram 0 85 %

2 4570 gram 30 menit 76,4 %

3 4140 gram 30 menit 67,8 %

4 3710 gram 30 menit 59,2 %

5 3270 gram 30 menit 50,4 %

6 2820 gram 30 menit 41,4 %

7 2350 gram 30 menit 32 %

73


89/109

=0,12kg-1

0,12kg-85,0 kgx 5kg

= 4 kg air

b.Panas laten penguapan ( Qi ) adalah enrgi panas yang dibutuhkan untuk

menguapkan air bahan

QL = Li x Wu

= 267,776 Kj /kg x 4 kg

= 1071,104 Kj

c. Panas Sensibel (Qs) merupakan energi panas yang dibutuhkan untuk


Qs = Ba x Cp x (T1 T2)

Dimana : Ba = Berat awal kacang yang akan di oven.

Cp = Panas Jenis

Qs = 5 kg x 0,88 J/kg.oC x (90 oC - 30 oC)

= 264 J

0 264 Kj

74


90/109

konduksi, adapun persamaan dari perpindahan panasnya adalah sebagai

berikut:

A = (2r).L

= (2 x 3,14 x 0,125) x 0,7 m

= 0,54 m2

q =

Ak

x

Ah

TT

..

101 D

+

-

=

)54,0()./57(

002,0

)54,0()./483,7(

1

)7585(

222 mCmwatt

m

mCmwatt

C

oo

o

+

-

=)/00006497,0()/2474,0(

10

WCWC

Coo

o

+

= 40,4 watt.

Jadi Perpindahan panas gabungan (konveksi dan konduksi) dari elemen

pemanas menuju kekacang yang ada pada silinder adalah sebesar 40,4 watt.

f Waktu pengovenan 4 jam

75


91/109

2). Pembahasan

d. Kacang yang hancur setelah proses pengovenan diakibatkan karena

bentuk/ bahan pengaduk yang tidak presesi dengan dinding silinder

sehingga antara pengaduk dan dinding silinder terdapat ruang sisa yang

mengakibatkan kacang masuk kedalamnya dan tergencet sehingga kacang

akan hancur.

e. Waktu pengovenan aktual saat uji coba adalah 4 jam sedang berdasarkan

perhitungan adalah 1,5 jam. Perbedaan waktu ini disebabkan karena suhu

yang ada didalam ruang pengovenan selama proses pengovenan

berlangsung tidak stabil paad suhu 90oC.

f. Jumlah kacang yang hangus dan pematangan yang tidak merata

disebabkan karena proses pengadukan yang terlalu cepat dan posisi elemen

pemanas.

g. Suhu yang dihasilkan oleh pemanas pada oven tidak stabil sesuai dengan

suhu yang direncanakan.

76


92/109

LAMPIRAN B

TABEL B.1

SIFAT-SIFAT UDARA pada TEKANAN ATMOSFER

T,oK

Kg/m3

Cp

Kj /kg.oC

kg /m.s x

10-5

m2/s x

10-6

k

W/m.oC

m2/s x 10

5Pr

100150200

250300350400

450500550600

3.60102.36751.7684

1.41251.774

0.99600.8826

0.78330.70480.64230.5879

1.02661.00991.0061

1.00531.00571.00901.0140

1.02071.02951.03921.0551

0.69241.02831.3249

1.55901.84622.0752.286

2.4842.6712.8483.018

1.9234.3437.490

11.3115.6920.7625.90

31.7137.9044.3451.34

0.0092460.013750.01809

0.22270.026240.030030.03365

0.037070.040380.043600.04659

0.025010.057450.10165

0.156750.221600.29830.3760

0.42220.55640.65320.7532

0.7700.7530.739

0.7220.7080.6970.689

0.6830.6800.6800.680

Sumber :Perpindahan kalor, J. P. Holman. 1993. hal. 589

77


93/109

TABEL B. 2 SIFAT-SIFAT CAIRAN dan UAP AIR

Volume spesifik EntalpikJ/kg

EntropikJ/kg . oK

T, oC Tekananjenuh

kPa Cairan gas Cairan gas Cairan Gas

04

10

1420

26304050

607080

90

0.61080.81291.2270

1.59732.337

3.3604.2417.375

12.335

19.92031.1647.36

70.11

0.0010002 206.30.0010000 157.30.0010003 106.4

0.0010007 82.900.0010017 57.84

0.000032 41.030.0010043 32.930.0010078 19.550.0010121 12.55

0.0010171 7.6790.0010228 5.0460.0010292 3.409

0.0010361 2.361

-0.04 2501.616.80 2508.941.99 2519.9

58.75 2527.283.86 2538.2

108.95 2549.1125.66 2556.4167.45 2574.4209.26 2592.2

251.09 2609.7292.97 2626.9334.92 2643.8

376.94 2660.1

-0.0002 9.15770.0611 9.05260.1510 8.9020

0.2098 8.80600.2963 8.6684

0.3810 8.53790.4365 8.45460.5721 8.25830.7035 8.0776

0.8310 7.81680.9548 7.75651.0753 7.6132

1.1925 7.4799

Adaptasi ke Satuan SI dari J.P Holman, Perpindahan Kalor Erlangga, Jakarta, 1984

78


94/109

TABEL. B.3

Konstanta persamaan Nuf = C (Grf.Prf)m

GeometriGrf . Prf C m

Bidang dan silinder

vertikal

10-1

- 104

104- 10

9

10

9

- 10

13

109- 1013

-0,59

0,0210,10

-1/4

2/51/3

Silinder horisontal

0 10-5

10-5

104

104 - 109

109

- 1012

102

- 104

104

- 107

107

- 1012

0,4-

0,53

0,130,850

0,4800,125

0-

1/4

1/30,188

1/3

Permukaan bawah plat

panas atau permukaanbawah plat dingin

105 10

110,27 1/4

79


95/109

TABEL. B.4 Nilai Sifat-Sifat Bukan Logam (Sebagai Bahan Isolasi)

Bahan SuhuoC

k,W/m.oC

,kg/m3

c,kj/kg. oC

,m2/sx10

7

Asbes:Ditetal longgar

Papan asbes semen

Lembaran

Lakan, 40 laminasi/in

20 Laminasi/in

KapukWol gelas 1,5 lb/ft3

Magnesia, 85 %

Wol batuan 10 lb/ ft3

-450100

20

51

38150260

38150

260

3023

3893150

204

32

0,1490,1540,161

0,74

0,166

0,0570,0690,083

0,0780,095

0,112

0,0350,038

0,0670,0710,074

0,080

0 040

470 - 570

24

270

160

0,816

0,7

3,3 - 4

22,6

80


96/109

TABEL.B. 5

SATUAN DAN FAKTOR KONVERSI

Konversi dariKe

Kalikan dengan

Btu (termokimia)

Calorie (Termokimia)Foot lbf

Foot PoundalKilowatt jam

Watt jam

EnergiJoule

JouleJoule

JouleJoule

Joule

1054,35026448

4.1841,3558179

0,042140113,60 x 106

3600

CelciusSuhuKelvin K = C + 273,15

Fahrenheit CelciusC = ( )32-F

9

5

Celcius FahrenheitF = ( )32

5

9+C

Kelvin Celcius C = K- 273

Celcius ReamurR = C

o

5

4

81


97/109

SATUAN DAN FAKTOR KONVERSI

Besaran fisis Simbol Konversi dari SI ke sistem inggris Konversi sistem inggris ke SI

PanjangLuas

VolumeKecepatanDensitasGaya

MassaTekananEnergi, kalorAliran kalorFluks kalor/LuasFluks kalor/Panjang

Pemb.kalor/volumEnergi/sat.massa.Kalor spesifik

Konduktifitas termalKoef.perpan.konveksiViskositas dinamik

LA

VvF

mpqqq/Aq/L

q/Vq/mc

kh

1 m = 3,2808 ft1 m2=10,7639 ft2

1m3=35,3134 ft

3

1 m/s = 3,2808 ft/s1kg/m3=0,06243 lbm/ft

3

1N = 0,2248 lbf

1kg = 2,20462 lbm1N/m

2= 1,45038x10

-4lbf/in

2

1kj = 0,94783 Btu1 W = 3,4121 Btu1W/m2=0,317 Btu/h.ft2

1W/m = 1,0403 Btu/h.ft

1W/m3= 0,096623 Btu/h.ft

3

1kj/kg = 0,4299Btu/lbm1kj/kg.oC = 0,23884 Btu/lbm.

oF

1W/m.

o

C = 0,5778 Btu/h.ft.

o

F1W/m2.

oC= 0,1761 Btu/h.ft

2.

oF

1kg/m.s = 0,672lbm/ft.s

1 ft = 0,3048 m1ft2=0,092903 m2

1 ft3=0,028317 m

3

1ft/s = 0,3048 m/s1 lbm/ft

3=16,0181kg/m3

1 lbf = 4,4482 N

1 lbm = 0,45359237 kg1 bf/in

2= 6894,76 N/m

2

1 Btu = 1,05504 kj1 Btu = 1,05504 kj1 Btu/h.ft2= 3,154 W/m2

1 Btu/h.ft = 0,9613 W/m

1 Btu/h.ft3= 10,35 W/m

3

1 Btu/lbm= 2,326 kj/kg1 Btu/lbm.

oF= 4,1869 kj/kg.oC

1 Btu/h.ft.

o

F=1,7307W/m.

o

C1 Btu/h.ft2.

oF=5,6782 W/m

2.

oC

1 lbm/ft.s = 1,4881 kg/m.s

Sumber : F. Kreith 1997

82

TABEL B. 6 NILAI SIFAT SIFAT LOGAM


98/109

Adaptasi kesatuan SI dari J.P Holman, Perpindahan Kalor Erlangga, Jakarta, 1948

Logam Sifat-sifat pada suhu 200C Konduktivitas termal C.m/W,k 0

kg/m3

cpkj/kg.

oC

kW/m.

0C m

2/s x

105

1000

C 00

C 1000

C 2000

C 3000

C 4000

C 6000

C 8000

C 10000

C 12000

C

-1480F 32

0F 212

0F 392

0F 572

0F 752

0F 1112

0F 1472

0F 1832

0F 2192

0F

Besi :MurniBesi Tempa 0,5 % CBajaC max = 1,5 %)

Baja KarbonC = 0,5 %

1,0 %

1,5 %Baja ChromeCr = 0 %

1 %5 %20 %

7.8977.849

7.8337.801

70753

7.8977.8657.8337.689

0.4520.473

0.4650.473

0.486

0.4520.460.460.46

7359

5443

36

73614022

2.0341.626

1.4741.172

0.970

2.0261.6651.1100.635

87

87

7359

5543

36

73624022

6757

5243

36

67553822

6252

4842

36

62523622

5548

4540

35

55473622

4845

4236

33

48423324

4036

3533

31

40362924

3633

3129

28

36332929

3533

2928

28

35332929

3633

3129

29

36

Seng, murni 7.144 0.3843 112.2 4.106 114 112 109 106 100 93

83


99/109

Tabel B.7 Kadar Air Hasil Pangan

Bahan Pangan Persen kadar air

Kacang tanahKolWortel

JagungErcis

TomatApelPisangAnggur

NanasSemangkaAsparagus

80 %92 %88 %

76 %74 %

55 %84 %75 %89 %

85 %92 %93 %

Sumber : Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan, R.L Earle 1969

84

1 Kerangka

Glass Whool1615

PengunciEngsel

Baut dan mur14 14

18

109

4

11

1Timer12

13

Elemen pemanas

Indikator

Bantalan11

1


100/109

No.

031903101056Eko Slamet R

1615

Drum

Pengunci

Pengaduk

Poros

Asbes

104

1

KeteranganBahan Standar

31

JumlahNo Nama Bagian Mesin

Pulley

112132

3 5 6 7 8 91411

A4

Digambar :Nim :Diperiksa :

skala : bebas

satuan :tanggal :

TEKNIK MESINUNIVERSITAS JEMBER

MESIN OVEN PUTAR OTOMATIS

KeteranganBahanNo Jumlah Nama Bagian Mesin

23

1

23

54

1

1

1876

Sabuk - V

Motor listrik

Standar

85

1

2

1


101/109

3

4

No.

031903101056Eko Slamet R

KeteranganBahan Standar1

JumlahNo Nama Bagian MesinPlat

A4

Digambar :Nim :Diperiksa :

skala : bebassatuan :tanggal :

UNIVERSITAS JEMBERLAPISAN GLASS WHOOL DAN ASBES

Asbes

Glass Whool

Elemen Pemanas

2

3

4

TEKNIK MESIN

86

1


102/109

A.4 No.

Keterangan :

PulleyTanggal :03/4/06Satuan : mm

TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS JEMBER

Dilihat :

Nim : 031903101056

Digambar : Eko Slamet RSkala : 1:1

400

391

376

364

86

25

7

R30

R5

R30

R5

200

191

176

164

3

86

20

7

24

15

,95

7

5,5

1

15

,95

87

2


103/109

NoA.4

Keterangan :Skala : 1:1 Digambar : Eko Slamet RNim : 031903101056

Dilihat :


Satuan : mmTanggal :03/4/06

Pulley

2

76

55

40

25

3,92

24

15

,94

88

4


104/109

A.4

680

No.

Keterangan :Skala : 1:1 Digambar : Eko Slamet RNim : 031903101056

Dilihat :


Satuan : mmTanggal :03/4/06

Silinder Pengovenan

89

53,5


105/109

A.4 No

Keterangan :

PorosTanggal :03/4/06Satuan : mm


Dilihat :

Nim : 031903101056

Digambar : Eko Slamet RSkala : 1:1

2

5

2

06

7

25

25

Perancangan Dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis (Bagian Perpindahan Panas)

Documents

Transcript of Perancangan Dan Pembuatan Mesin Oven Putar Otomatis (Bagian Perpindahan Panas)