RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF …eprints.ums.ac.id/64529/11/NASKAH...
Transcript of RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF …eprints.ums.ac.id/64529/11/NASKAH...
RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF ( INDUCED DRAFT
FAN ) VARIASI MASS FLOW RATE DAN WAKTU PENGERINGAN
Disusun Sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Strata I pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Oleh:
FAISAL ARDI NUGROHO
D 200 140 254
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
i
ii
iii
1
RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF ( INDUCED DRAFT
FAN ) VARIASI MASS FLOW RATE DAN WAKTU PENGERINGAN.
Abstrak
Pengeringan singkong dilakukan secara manual (konvensional) yaitu dengan memanfaatkan
energi cahaya matahari atau dalam pengeringan sehingga memakan waktu lama, dan sangat
tergantung dengan kondisi cuaca sekitar, sedangkan hasil dari hal ini menyebabkan kadar air dari
produk tidak seragam. , dan kapasitas ubi kayu yang dihasilkan terbatas karena membutuhkan
area yang luas dalam proses pengeringan serta biaya operasional tidak sedikit. Dari masalah yang
dihadapi perlu ada pengering mekanik yang dapat membantu proses pengeringan lebih cepat.
Peralatan pengeringan yang ingin saya buat adalah pengering jenis pengering Rotary
sederhana.Desain perangkat menggunakan variasi laju aliran massa dan waktu proses
pengeringan pada silinder sirip dengan waktu 25 dan 30 menit. Data yang dihasilkan setelah
penelitian dilakukan pada waktu sirip silinder dari 25 menit hasil pengujian didapatkan
perubahan suhu yaitu 736,02⁰C, 700,24⁰C, 662,58⁰C, 640,02⁰C. Panas yang dihasilkan adalah
2033,37W, 2003,90W, 1934,33W dan 1871,52W. hasil pengurangan massa ubi kayu 0,30 Kg,
0,28 Kg, 0,24 Kg dan 0,22 Kg. Efisiensi yang didapat yaitu 34,89%, 34,52%, 33,46% dan
32,47%. Sedangkan pada silinder sirip 30 menit waktu pengujian diperoleh hasil perubahan suhu
yaitu 586,37⁰C, 626,97⁰C, 766,50⁰C, 517,30⁰C. Panas yang dihasilkan adalah 2342,38W,
2228,24W, 2112,05W dan 2038,38W. hasil pengurangan massa ubi kayu 0,37 Kg, 0,36 Kg, 0,23
Kg dan 0,19 Kg. Efisiensi yang diperoleh adalah 39,62%, 37,92%, 36,12% dan 35,08%.Hasil
penelitian menunjukkan bahwa silinder menggunakan waktu fin 30 menit lebih baik digunakan
dalam pengujian proses pengeringan karena data yang dihasilkan lebih besar dari silinder sirip 25
menit waktu uji. Semakin lama proses pengeringan menyebabkan penurunan massa singkong
yang lebih besar dan panas yang dihasilkan juga akan meningkat dan efisiensi cenderung
meningkat karena tidak kehilangan panas secara signifikan.
Kata kunci: Ubi Kayu, Rotary Dryer, IDF, Mass Flow Rate
Abstract
Cassava drying is done manually (conventionally) that is by utilizing solar light energy
or in drying so take a long time, and very dependent with the condition of the weather around,
while the result of this matter cause the water content of product is not uniform, and the resulting
dry cassava capacity is limited because it requires a large area in the drying process as well as
the cost for operational is not small. From the problems encountered there needs to be a
mechanical dryer which can help the drying process faster. The drying equipment I want to make
is a simple Rotary dryer type dryer. Device design using variation of mass flow rate and drying
process time on fin cylinder with time 25 and 30 minutes. Data produced after the research done
on the fin cylinder time of 25 minutes test results obtained temperature changes that is 736,02⁰C,
700,24⁰C, 662,58⁰C, 640,02⁰C. The heat produced is 2033,37W, 2003,90W, 1934,33W and
1871,52W. the results of cassava mass reduction of 0,30 Kg, 0,28 Kg, 0,24 Kg and 0,22 Kg.
Efficiency gained that is 34,89%, 34,52%, 33,46% and 32,47%. While on the fin cylinder 30
minutes testing time obtained results temperature changes that is 586,37⁰C, 626,97⁰C, 766,50⁰C,
517,30⁰C. The heat produced is 2342,38W, 2228,24W, 2112,05W and 2038,38W. the results of
2
cassava mass reduction of 0,37 Kg, 0,36 Kg, 0,23 Kg and 0,19 Kg. Efficiency obtained is 39,62%,
37,92%, 36,12% and 35,08%. The results showed that cylinders used fin time of 30 minutes better
test used in drying process because the resulted data is bigger than fin cylinder 25 minutes test
time. The longer the drying process leads to a larger reduction in cassava mass and the resulting
heat will also increase and efficiency tends to rise as it does not lose heat significantly.
Keywords: Cassava, Rotary Dryer, IDF, Mass Flow Rate
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengeringan adalah proses pemindahan atau pengeluaran kandungan air bahan hingga
mencapai kandungan air tertentu. Pengeringan makanan memiliki dua tujuan utama yaitu
sebagai sarana memperpanjang umur simpan dengan cara mengurangi kadar air makanan
untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme pembusuk dan meminimalkan biaya
distribusi bahan makanan karena berat dan ukuran makanan menjadi lebih rendah
(Napitupulu dkk, 2012). Singkong adalah salah satu ubi kayu yang merupakan komoditas
pertanian yang tidak tahan lama karena sifatnya yang sangat peka terhadap investasi
jamur dan mikroba lain sehingga masa simpan dalam buah segar sangat pendek.
Pengeringan singkong yang dilakukan masyarakat saat ini masih secara manual
(konvensional) yaitu dengan memanfaatkan energi cahaya matahari atau di jemur sehingga
memakan waktu yang cukup lama, dan sangat bergantung dengan keadaan cuaca yang ada
di sekitar,sedangkan akibat dari hal tersebeut mengakibatkan kadar air produk yang
dihasilkan tidak seragam, dan kapasitas singkong kering yang dihasilkan terbatas karena
membutuhkan tempat yang luas dalam proses pengeringan tersebut serta biaya untuk
operasional yang tidak sedikit. Dari permasalahan yang dihadapi perlu adanya suatu alat
pengering mekanik yang dapat membantu proses pengeringan lebih cepat. Peralatan
pengeringan yang ingin saya buat ini adalah pengering tipe Rotary dryer yang sederhana.
Prinsip kerja dari alat pngering tipe Rotary dryer secara umum merupakan alat
pengering yang berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan
dengan tungku atau gasifier. Pengeringan pada rotary dryer dilakukan pemutaran berkali-
kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami proses pengeringan, namun juga
pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara bergantian, sehingga pengeringan yang
dilakukan oleh alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan serta
mempercepat waktu pengeringan (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).
3
Penelitian ini akan menggunakan rotary jenis fin menggunakan vacum untuk
menghisap uap air dari singkong. Penelitian ini akan mengunakan perbedaan laju aliran
massa dan waktu pada proses pengeringan, sehingga kita bisa mengetahui laju aliran massa
& waktu yang lebih baik dalam mempengaruhi pengupan air dalam produk yang
dikeringkan. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan prototipe alat mekanik pengering
singkong tipe rotary dryer fin yang sumber panasnya berasal dari kompor gas. Selain itu,
alat ini diharapkan dapat membantu masyarakat atau industri rumahan apabila dalam proses
pengeringan singkong tergangu dengan hujan serta udara yang digunakan dalam
pengeringan tidak kotor. Dengan alat ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas produk.
1.2 Tujuan Penelitian
a. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap perubahan temperatur ( hT ) waktu
( t ) pengujian 25 dan 30 menit.
b. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap kalor (qconv) yang diterima oleh
singkong waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.
c. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap perubahan massa singkong ( sm )
waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.
d. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap efisiensi ( ) mesin rotary dryer
waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.
1.3 Batasan Masalah
a. Proses pengeringan hanya menggunakan alat bertipe rotary fin (Rotary dryer ).
b. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah variasi mass flow rate fluida dingin
0.00456 Kg/s, 0.00532 Kg/s, 0.00607 Kg/s, dan 0.00638 Kg/s untuk rortary dryer
pengujian 25 menit dan 0.00493 Kg/s, 0.00536 Kg/s, 0.00528 Kg/s, dan 0.00762 Kg/s
untuk rortary dryer pengujian 30 menit
c. Sumber panas untuk mesin ini menggunakan kompor gas tidak menggunakan sumber
panas lainnya.
d. Suhu yang awal yang digunakan dalam penelitian untuk Thi sebesar > 600 °C dan Tho
sebesar > 110 °C.
4
e. Mesin Rotary Dryer akan digerakkan dengan motor penggerak dengan kecepatan
konstan.
1.4 Tinjauan Pustaka
Farel (2012), melakukan penelitian dan pengujian tentang alat pengering kakao
dengan tipe cabinet dryer untuk kapasitas 7,5 kg per-siklus. dengan ukuran kabin
simulasi Panjang 60 cm, Lebar 40 cm, Tinggi 150 cm dengan bahan Pelat baja karbon
St 37. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah suhu antara 60°C, 70°C dan
80°C, dengan selang waktu 8-10 jam, alat pengering ini mampu mengeringkan bahan
bahar dari kadar air sekitar 51% - 60% menjadi 6,450 % sampai 7,315 %.
Dyah (2013), melakukan penelitian tentang Analisis Pengeringan Sawut Ubi Jalar
(Ipomoea batatas L.) Menggunakan Pengering Efek Rumah Kaca (ERK), dengan
ukuran Bangunan pengering berukuran 2.15 m x 1.75 m x 1.9 m Perlakuan pemutaran
rak sebesar 450 setiap 60 menit (percobaan 3) menghasilkan tingkat keseragaman yang
lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Untuk menurunkan kadar air sawut
ubi jalar dibutuhkan waktu 13.5 jam, atau laju pengeringan rata-rata 22.4 %bk/jam.
Konsumsi energi untuk menguapkan 1 kg air dari produk adalah 35.15 MJ/kg dengan
efisiensi pengeringan sebesar 7.47%. sehingga alat pengering ini mampu
mengeringkan dari kadar air 72,8 % bb menjadi 9.5 % bb.
Ahmad dkk (2015), melakukan penelitian tentang Uji Kinerja Rotary Dryer
Berdasarkan Efisiensi Termal Pengeringan Serbuk Kayu Untuk Pembuatan Biopelet,
Pada peneltian ini, telah dibuat prototipe alat pengering biomassa tipe rotary dryer.
Dalam pengujian kali ini, ahmad dkk menggunakan bahan bahan baku serbuk kayu
untuk pembuatan biopallet sebanyak 250 gr, dengan kandungan kadar air yang terdapat
pada biomassa berkisar antara (15-20%). Kemudian variasi yang digunakan yaitu
waktu pengeringan antara 0,5 jam, 0,75 jam, dan 1 jamdan suhu yang digunakan untuk
proses pengeringan tersebeut sebesar 60°C. Dengan variasi waktu yang digunakan
tersebut alat pengering ini mampu menurunkan dari kadar air (15-20%) menjadi yaitu
berkisar antara 6,93 % sampai 3,40 % dan hasil tersebut memenuhi standar SNI yaitu
≤ 8 %.
5
El zaky dkk (2017), melakukan penelitian dan pengujian tentang Perancangan
Mesin Pengering Hasil Pertanian Secara Konveksi dengan Elemen Pemanas Infrared
Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno dengan Sensor DS18B20. Ketiga sensor ini
berfungsi sebagai pengukur perubahan suhu dan kelembaban di dalam oven dengan
nilai suhu parameter yang dibutuhkan dalam proses pengeringan adalah 60°C, Bahan
yang digunakan dalam penelitian ini adalah (pisang wak atau di indonesia sering juga
disebut pisang klotok).Kadar air pisang sebelum dikeringkan cukup tinggi yaitu sekitar
65-75%. Beban yang digunakan disini adalah pisang wak sebanyak ±540gram dengan
pengeringan tersebut, alat ini mampu dapat mengeringkan dari kelembaban 62,20%
menjadi 26% dalam waktu kurang dari 6 jam.
1.5 Dasar Teori
1.5.1 Rotary Dryer
Rotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering
berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan
tungku atau gasifier (Earle, 1969). Pengeringan pada rotary dryer dilakukan
pemutaran berkali-kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami
proses pengeringan, namun juga pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara
bergantian, sehingga pengeringan yang dilakukan oleh alat ini lebih merata dan
lebih banyak mengalami penyusutan. Selain itu rotary ini mengalami pengeringan
berturut-turut selama satu jam tanpa dilakukan penghentian proses pengeringan.
Pengering rotary ini terdiri dari unit-unit silinder, dimana bahan basah masuk
diujung yang satu dan bahan kering keluar dari ujung yang lain (Jumari, A dan
Purwanto A., 2005).
6
Gambar 1. Sket Rotary Dryer sederhana
1.5.2 Fin
Terdapat dua cara dalam meningkatkan laju perpindahan panas yaitu
meningkatkan koefisien laju perpindahan panas dan meningkatkan luasan
permukaan kontak fluida (Changel 2003). Meningkatkan luasan permukaan dapat
diperbesar dengan menambahkan sirip atau fin. Beberapa bentuk atau jenis sirip
dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 2. Macam-macam Internal Logitudinal Fin
1.5.3 Analisa Pengurangan Massa Singkong
a. Pengurangan massa singkong
7
)1..(......................................................................21 mmms
dimana :
∆ms = Pengurangan massa singkong (kg)
m1 = Massa awal singkong (kg)
m2 = Massa akhir singkong (kg)
b. Laju pengupan air
)2(................................................................................t
mm
s
dimana :
ṁ = Laju penguapan air (kg/s)
∆ms = Pengurangan massa singkong (kg)
t = Waktu (s)
1.5.4 Reynolds Number
Reynolds numbers pada silinder berputar dirumuskan dengan
(Koestoer,2002) :
)3....(......................................................................2
Re2
v
Dw
dimana :
Rew = Reynolds number
D = Diameter silinder (m2)
ώ = Kecepatan putar silinder (rad/s)
ѵ = Viscositas kinematik (m2/s)
1.5.5 Nusselt Number
Nusselt number pada silinder berputar horizontal dapat dirumuskan dengan
(Koestoer,2002) :
)4(................................................................................Re5,0 5,0wNu
8
1.5.6 Analisa Kalor Bahan Bakar
a. Nilai kalor bahan bakar
Qbb=ṁ.HHV .......………………………………………………….(5)
dimana :
Qbb = Kalor bahan bakar (W)
ṁ = Laju bahan bakar LPG (kg/s)
HHV = Higt Heating Value LPG (J/kg)
b. Nilai kalor penguapan air
Qv = ṁ.hfg…………………………………………………...(6)
dimana :
Qv = Kalor penguapan air (W)
ṁ = Laju penguapan air (Kg/s)
hfg = Enthhalpy penguapan air (J/kg)
1.5.7 Perpindahan Panas Konveksi
Qconv = h A (Thi-Tho)………………………………………….…..(7)
dimana :
Qc onv = Laju perpindahan panas konveksi (W)
h = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2K)
A = Luas Penampang
Thi = Temperatur masuk sistem (°C)
Tho = Temperatur keluar sistem (°C)
1.5.8 Efisiensi Pembakaran
%100cov
xQ
bb
v .................................................................(8)
dimana :
η = Efisiensi pembakaran (%)
Qconv = Laju perpindahan panas konveksi (W)
Qv = Kalor penguapan (W)
9
Qbb = Kalor bahan bakar (W)
2. METODE
2.1 Diagram Alir Penelitian
Gambar 3. Diagram Alir Penelitian
2.2 Alat Pengujian
1. Alat pengering Rotary Dryer
2. Tachometer digital
10
3. Termoreader & Termocauple
4. Timbangan
5. Stopwatch
6. Pisau
7. Sarung tangan
2.3 Bahan Pengujian
1. Singkong
2. udara
3. Gas LPG
2.4 Rancangan Alat Rotary Dryer
Gambar 4. Rancangan alat rotary dryer fin sederhana menggunakan vacum.
2.5 Instalasi Penelitian
Gambar 5. Skema instalasi penelitian
11
Keterangan :
1. Statorwall (terbuat dari kayu)
2. Pipa saluran keluar uap
3. Tabung LPG
4. Gear Reduser
5. Motor Listrik
6. Kompos Gas
7. Saluran masuk Air Heater (ditutup)
8. Thermocouple ( Thi )
9. Thermoreader
10. Thermocouple ( Tho )
11. Cover Rotary Dryer
12. Drum Rotary Dryer
13. vacum
Gambar 6. Skema aliran fluida pada Rotary dryer
Keterangan :
= Aliran fluida gas penguapan
= Aliran fluida panas
12
2.6 Langkah Pengujian
Pengujian Rotary Dryer Fin :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam pengujian, serta
memastikan alat ukur yang digunakan berfungsi dengan baik.
b. Memasang alat-alat yang akan digunakan pada saat pengujian sesuai dengan
skema pemasangan atau instalasi pengujian.
c. Menimbang LPG sebelum penggunaan.
d. Memasang vacum pada lubang rotary dryer dan mengatur mass flow rate sessuai
pengujian yang diinginkan.
e. Memasukan singkong ke dalam mesin pengering sebanyak 1 Kg, kemudian
menyalakan kompor gas untuk memanaskan Rotary dryer sampai diperoleh
temperatur Tco sebesar 110 oC
f. Setelah suhu awal tercapai, menyalakan alat Rotary dryer dan thermocouple
selama 25 menit.
g. Mencatat data temperatur pada Thermoreader setiap 5 menit sekali untuk waktu
5, 10, 15, 20 dan 25 menit
h. Setelah pengujian sesuai waktu spesifikasi, mematikan thermocouple, alat
Rotary dryer dan kompor gas.
i. Mengambil singkong yang telah dikeringkan, kemudian timbang massa
singkong setelah dikeringkan dan massa tabung gas LPG setelah pengujian
j. Mendinginkan alat Rotary Dryer hingga suhu normal.
k. Melakukan pengujian seperti langkah-langkah di atas dengan menggunakan
waktu yang berbeda yaitu untuk waktu 30 menit pengambilan data setiap 10
menit sekali. Dan merubah bukaan lubang vacum ke spesifikasi pengujian
selanjutnya.
13
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur (∆Th) selama
25 menit.
Grafik 7. Pengaruh Mass Flow Rate IDF ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur
(∆Th) pada Silinder Fin.
Perubahan temperatur pada penggunaan silinder Fin terbesar pada mass flow
rate IDF pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 736,02 °C. Tetapi pada waktu pengujian
0,00638 kg/s , perubahan temperatur sebesar 640,02 °C. Berdasarkan data pengujian
yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa bahwa semakin kecil bukaan katup pada
vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk menghisap
fluida panas pada silinder, sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan
akan berdampak pada perubahan temperatur yang terjadi akan semakin besar, karena
fluida yang terdapat dalam silinder tidak dikeluarkan dengan sempurna.
736,02700,24
662,58 640,02
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0,00456 0,00532 0,00607 0,00638
Pe
rub
ah
an
Te
mp
era
tur
(⁰C
)
mass flow rate IDF ( kg/s)
14
3.2 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima Singkong,
selama 25 menit
Grafik 8. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima
Singkong pada Silinder Fin.
Kalor yang diterima pada silinder Fin terbesar pada Mass Flow Rate
pengujian 0,00456 kg/s sebesar 4953,75 W. Tetapi pada pengujian 0,00638kg/s ,
kalor yang diterima sebesar 4369,02 W. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan
dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup pada vacum, maka semakin
kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk menyedot fluida pada silinder,
sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak pada
perubahan kalor yang dierima singkong semakin besar. Karena fluida panas yang
terdapat dalam silinder tidak mampu dikeluarkan secara sempurna oleh vacum.
2033,37 2003,901934,33 1871,52
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
0,00456 0,00532 0,00607 0,00638
Kal
or
yan
g d
iter
ima
sin
gko
ng (
W )
mass flow rate IDF ( kg/s)
15
3.3 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong (∆m)
selama 25 menit
Grafik 9. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong
(∆m) pada Silinder Fin.
Perubahan massa singkong pada penggunaan silinder Fin terbesar pada mass
flow rate pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 300 g. sedangkan pada mass flow rate
pengujian 0,00638 kg/s, perubahan massa singkong sebesar 220 g . Berdasarkan data
pengujian yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup
pada vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk
menyedot fluida pada silinder, maka hal tersebut dapat mempercepat proses
pengeringan pada alat Rotary dryer dan semakin lama proses pengeringan, maka
pengurangan atau perubahan massa singkong akan semakin besar.
300280
240220
0
50
100
150
200
250
300
350
0,00456 0,00532 0,00607 0,00638
Peru
bahan M
assa S
ing
kong
( g
r )
Mass Flow Rate IDF ( kg/s )
16
3.4 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efesiensi (η) Alat Rotary Dryer selama
25 menit
Grafik 10. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efisiensi (η) Rotary Dryer
pada Silinder Fin.
Efisiensi alat Rotary Dryer pada silinder Fin terbesar pada mass flow rate
pengujian 0,00456 kg/s, sebesar 78,57%. Tetapi pada mass flow rate pengujian
0,00638 kg/s , efisiensi sebesar 69,82%. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan
dapat disimpulkan bahwa bahwa semakin besar bukaan katup pada vacum, maka
semakin besar juga mass flow rate yang digunakan untuk menyedot fluida pada
silinder, sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak
pada effisiensi mesin rotary yang semakin mengecil karena pembebanan pada rotary
mengecil sehingga tidak menggunakan vacum secara besar, sehingga mengakibatkan
effisiensi yang dihasilkan semakin tinggi ketika katup bukaan katup pada vacum
berada di posisi titik nol.
34,8934,52
33,46
32,47
31,00
31,50
32,00
32,50
33,00
33,50
34,00
34,50
35,00
35,50
0,00456 0,00532 0,00607 0,00638
effe
sien
si (
η )
mass flow rate IDF ( kg/s)
17
3.5 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur (∆Th)
selama 30 menit.
Grafik 11. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur
(∆Th) pada Silinder Fin.
Perubahan temperatur pada silinder Fin terbesar terjadi pada mass flow rate
pengujian 0,00528 kg/s , sebesar 766,5 °C. Tetapi pada mass flow rate 0,00762 kg/s
, perubahan temperatur sebesar 517,3 °C. Berdasarkan data pengujian yang
dihasilkan menunjukan bahwa terjadi ketidakstabilan aliran di dalam silinder rotary
karena pengaruh dari aliran fluida itu yang mengakibatkan terjadinya perubahan
temperatur fluktuatif pada mesin rotary atau bisa juga karena terjadinya kebocoran
fluida di dalam cover silinder yang sudah tidak presisi bentuknya akbiat dari
perlakuan pada waktu pengujian
586,37626,97
766,5
517,3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0,00493 0,00536 0,00528 0,00762
Pe
rub
ah
an
Te
mp
era
tur
(⁰C
)
mass flow rate IDF ( kg/s)
18
3.6 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima Singkong,
selama 30 menit
Grafik 12. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang
Diterima Singkong pada Silinder Fin.
Kalor yang diterima pada silinder Fin terbesar pada Mass Flow Rate pengujian
0,00493 kg/s sebesar 3715,55 W. Tetapi pada pengujian 0,00762 kg/s , kalor yang
diterima sebesar 3202,57 W. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan dapat
disimpulkan bahwa bahwa semakin kecil bukaan katup pada vacum, maka semakin kecil
juga mass flow rate yang digunakan untuk menghisap fluida pada silinder, sehingga
semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak pada perubahan kalor
yang dierima singkong semakin besar. Karena fluida panas yang terdapat dalam silinder
tidak mampu dikeluarkan secara sempurna oleh vacum.
2342,382228,24
2112,05 2038,38
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
0,00493 0,00536 0,00528 0,00762
kal
or
(qco
nv)
yan
g d
iter
ima
Mass Flow Rate IDF ( kg/s )
19
3.7 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong (∆m)
selama 30 menit.
Grafik 13. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong
(∆m) pada Silinder Fin selama 30 menit.
Perubahan massa singkong pada penggunaan silinder Fin terbesar pada
mass flow rate pengujian 0,00493 kg/s , sebesar 370 g. sedangkan pada mass flow
rate pengujian 0,00762 kg/s, perubahan massa singkong sebesar 190 g . Berdasarkan
data pengujian yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup
pada vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk
menyedot fluida pada silinder, maka hal tersebut dapat mempercepat proses
pengeringan pada alat Rotary dryer dan semakin lama proses pengeringan, maka
pengurangan atau perubahan massa singkong akan semakin besar.
370 360
230
190
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0,00493 0,00536 0,00528 0,00762Peru
bahan M
assa S
ing
kong
(g
r)
mass flow rate IDF ( kg/s)
20
3.8 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efesiensi (η) Alat Rotary Dryer selama 30
menit
Grafik 14. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efisiensi (η) Rotary Dryer pada
Silinder Fin.
Efisiensi tertinggi terjadi pada pengujian mass low rate 0,00493 kg/s dengan besar
efisiensi yang didapatkan adalah 60,16% , sedangkan untuk efisiensi terkecil
didapatkan dari pengujian mass flow rate 0,00762 kg/s dengan efisiensi sebesar
52,49%. Berdasarkan data yang diperoleh dapat disimpulakn bahwa semakin kecil
penggunaan katup bukaan pada blower sebagai pengaruh terhadap efsiensi rortary
akan berdampak pada besarnya efisiensi yang dihasilkan, karena uap panas dalam
rotary tersebut tidak terserap keluar secara maksimal oleh vacum, sehingga membuat
terjadinya proses penguapan didalam tabung yang membuat singkong menjadi matang
secara sempurna dan berpengaruh terhadap massa akhir singkong yang mengalami
penyusutan.
4. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan mengenai perancangan alat prototipe Rotary
Dryer , dapat disimpulkan bahwa :
a. Dari data penelitian waktu pengujian 30 menit Perubahan temperatur pada silinder
Fin terbesar pada mass flow rate IDF 0,00528 kg/s , sebesar 766,5 °C Tetapi pada
silinder Fin mass flow rate IDF 0,00762 kg/s , perubahan temperatur sebesar
517,3 °C. Sedangkan pada silinder Fin waktu pengujian 25 menit terbesar pada
mass flow rate IDF pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 736,02 °C. Tetapi pada mass
flow rate IDF pengujian 0,00638 kg/s , perubahan temperatur sebesar 640,02 °C.
Jadi,dari data tersebut dapat disimpulkan semakin lama proses pengeringan maka
39,6237,92
36,12 35,08
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
0,00493 0,00536 0,00528 0,00762
effe
sien
si (
η
)
Mass Flow Rate IDF ( kg/s )
21
perubahan temperatur akan semakin besar dan hasil terbaik didapat pada
pengujian waktu 30 menit.
b. Dari data penelitian kalor yang diterima pada waktu 30 menit terbesar 3715,55W
sedangkan pada waktu 25 menit sebesar 4953,75W. Jadi, semakin lama proses
pengeringan kalor yang dihasilkan akan mendapaatkan hasi besar yang sama.
c. Dari data penelitian rotary pengujian 25 menit Perubahan massa singkong pada
mass flow rate 0,00638 kg/s terjadi perubahan massa 0,22 Kg sedangkan pada
mass flow rate 0,00456 kg/s terjadi perubahan massa sebesar 0,30 Kg dan
pengujian 30 menit Perubahan massa singkong pada mass flow rate 0,00762 kg/s
terjadi perubahan massa 0,19 Kg sedangkan pada mass flow rate 0,00493 kg/s
terjadi perubahan massa sebesar 0,37 Kg Jadi, pengujian menggunakan waktu 30
menit menunjukkan hasil yang lebih baik daripada waktu 25 menit, perubahan
massa singkong selama proses pengeringan semakin lama waktu yang digunakan
dalam proses pengeringan , maka pengurangan massa dalam singkong juga akan
semakin besar.
d. Dari data penelitian semakin lama proses pengeringan maka efisiensi alat akan
semakin menurun diakibatkan karena penggunaan alat serta bahan yang
mengakibatkan pembebanan berlebih pada mesin rotary dryer. Data waktu
pengujian 25 menit yang dihasilkan yakni 78,57%, 75,62%, 72,15% dan 69,82%
untuk waktu pengujian 30 menit 60,16%, 57,76%, 55,99%, 52,49% masing variasi
mass flow rate penelitian.
4.2 Saran
Dari penelitian yang dilakukan ini, penulis masih menyadari masih ada kekurang.
Maka dari itu penulis memberi saran sebagai berikut :
a. Dalam proses pengujian harus lebih teliti dalam membaca suhu yang ada pada alat
ukur termoreader.
b. Selama proses pengujian peneliti mengalami kesusahan dalam mengatur suhu
yang akan digunakan untuk memanaskan alat rotary dryer. Untuk pengujian
selanjutnya mungkin bisa memvariasikan suhu dalam proses pemanasan.
c. Dalam melakukan penelitian dalam suatu kelompok harus kompak dan saling
membatu dalam melakukan proses pengujian.
DAFTAR PUSTAKA
Earle, R. L. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. Sastra Hudaya. Bogor.
Hakim, El Zaky Rizki dkk. 2017. Perancangan Mesin Pengering Hasil Pertanian Secara Konveksi
dengan Elemen Pemanas Infrared Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno dengan Sensor
DS18B20. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. (Vol.2 No.3 2017)
Holman, J. P. 1988. Perpindahan Kalor. Erlangga. Jakarta
22
Jumari, A dan Purwanto A. 2005. .Design Of Rotary Dryer For Improving The Quality Of Product
Of Semi Organic Phosphate Fertilizer. Jurusan Teknik Kimia F.T.UNS : Solo
Koestoer, Raldi Artono. 2002. Perpindahan Kalor. Salemba Teknika. Jakarta
Napitupulu Farel H dkk. 2012. perancangan dan pengujian alat pengering kakao dengan tipe
cabinet dryer untuk kapasitas 7,5 kg per-siklus. Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.
(vol II, halm 9)
Rahayuningtyas Ari, Nok Afifah, Aidil Haryanto dan Seri Intan Kuala. 2015. Pengeringan
Lapisan Tipis Irisan Singkong Menggunakan Pengering Infrared. Pusat Pengembangan Teknologi
Tepat Guna (Pusbang TTG-LIPI).
Wulandari, dyah. 2013. Analisis Pengeringan Sawut Ubi Jalar (Ipomoea batatas L.)
Menggunakan Pengering Efek Rumah Kaca (ERK). Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,
Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga, Bogor 16690 (Vol. 1, No. 1)
Zikri, ahmad dkk. 2015. uji kinerja rotary dryer berdasarkan efisiensi termal pengeringan
serbuk kayu untuk pembuatan biopelet. Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya. (No. 2, Vol. 21)