SKRIPSI - sinta.unud.ac.id cover.pdf · Skripsi ini mengangkat judul: ... Pembimbing II dalam...
Transcript of SKRIPSI - sinta.unud.ac.id cover.pdf · Skripsi ini mengangkat judul: ... Pembimbing II dalam...
1
SKRIPSI
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA
BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh :
A.A MADE DWI JAYA SAPUTRA
NIM :1004305007
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
2
3
4
5
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA
BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh : A.A Made Dwi Jaya Saputra
Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.
Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRAKSI
Untuk membantu pengrajin ata dalam menghadapi musim hujan, telah dibuat alat
pengering yang memanfaatkan kompor biomassa sebagai sumber panasnya. Dimana
untuk meningkatkan performansi alat pengering dilakukan pengujian dengan
menggunakan tipe rak yang berbeda.
Penelitian ini memakai bahan bakar briket sekam padi, dan dilakukan dengan
memvariasikan tipe rak, yaitu menggunakan tipe rak plat datar dan tipe rak berlubang.
Pengujian dilakukan sekali untuk satu tipe rak. Dalam pengujian ini, material yang
dikeringkan adalah anyaman ata. Waktu untuk pengujian ini adalah 270 menit.
Kemudian hasil dirata-ratakan untuk selanjutnya dilakukan perhitungan agar
mendapatkan energi berguna (Ėuse), energi suplai (Ėin), energi keluar cerobong (ĖLC),
energi keluar abu (ĖLA), energi keluar kompor (ĖLTK), energi keluar saluran penghubung
(ĖLTS), energi keluar ruang pengering (ĖLTP).
Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, variasi tipe rak plat
datar dapat menghasilkan energi berguna (Ėuse) lebih baik daripada menggunakan tipe
rak berlubang. Sedangkan energi yang terbuang (Ėloss) dan energi masuk (Ėin) lebih
besar tipe rak berlubang daripada tipe rak plat datar.
Kata Kunci :Analisa Energi, Tipe rak, Anyaman ata, Alat Pengering, Briket sekam padi.
6
ENERGY ANALYSIS SYSTEM BASED FUEL DRYER ATA WOVEN RICE HUSK
BRIQUETTE BY VARYING THE RAK TYPE DRYER
By : A.A Made Dwi Jaya Saputra
Supervisor : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.
Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRACT
To help artisans ata in the face of the rainy season, has made a dryer that utilizes
biomass stoves as a heat source. Where to increase dryer performance testing using a
different type of rack.
The study used rice husk fuel briquettes, and carried out by varying the type of
rack, which uses flat plate type rack and rack-type hollow. Testing is done once for one
type of rack. In this test, the dried material is woven ata. The time for this test is 270
minutes. Then the results were averaged for further calculations in order to obtain useful
energy (Ėeuse), energy supply (Ein), energy out of the chimney (ELC), the energy out of
the ashes (ELA), energy out of the stove (ĖLTK), energy exit conduit (ĖLTS), energy out of
the drying chamber (ĖLTP).
From the results of tests and calculations have been carried out, various types of
flat plate rack can generate useful energy (Ėeuse) is better than using a shelf-type hollow.
While the energy wasted (Ėloss) and the incoming energy (Ein) is larger than the type of
rack perforated flat plate type rack.
Keywords: Energy Analysa, rack type, Webbing ata, Dryer, Rice husk briquettes.
7
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skipsi ini disusun sebagai salah
satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Udayana.
Skripsi ini mengangkat judul:
“ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA
BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN MEMVARIASIKAN
TYPE RAK PENGERING”
Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak memperoleh petunjuk dan
bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT., selaku Dosen Pembimbing I
dalam penulisan proposal skripsi ini.
3. Bapak Dr.Ir.Wayan Bandem Adnyana, Merg., selaku Dosen
Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini.
4. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST.,MT., selaku Dosen Penguji I dalam
penulisan proposal skripsi ini.
5. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta, ST., MT., selaku Dosen Penguji II dalam
penulisan proposal skripsi ini.
6. Bapak I Gusti Agung Kade Suriadi, ST., MT., selaku Dosen Penguji II I
dalam penulisan proposal skripsi ini.
7. Bapak Si Putu Gunawan Tista, ST., MT., selaku koordinator Skripsi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana .
8
8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil
maupun spiritual yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan
mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki . Oleh
karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan
dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan
penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan
skripsi ini.
Bukit Jimbaran, Desember 2016
Penulis
9
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN. .................................................................................. i
LEMBAR PERSETUJUAN. ................................................................................ ii
HALAMAN PERNYATAAN . ............................................................................. iii
ABSTRAKSI . ........................................................................................................ iv
ABSTRAKSI . ........................................................................................................ v
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi
DAFTAR ISI .......................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN. ........................................................................................ Xiii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang… ............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 3
1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 5
2.1 Gambaran Umum Ata ...................................................................... 5
2.1.1 Definisi Ata ............................................................................. 5
2.1.2 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata ............................ 5
2.2 Biomassa .......................................................................................... 7
2.2.1 Sekam Padi.............................................................................. 8
2.2.2 Sekam Padi Sebagai Sumber Energi Alternatif ...................... 9
2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan ...................................................... 10
10
2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan ...................................................... 10
2.3.2 Perpindahan Massa ................................................................. 13
2.4 Perpindahan Panas ........................................................................... 14
2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi ............................................... 14
2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi ............................................... 15
2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi .................................................. 16
2.5 Udara Pengering............................................................................... 17
2.5.1 Aliran Udara Pengering........................................................ 17
2.6 Stack Effect ...................................................................................... 18
2.7 Kelembaban Udara........................................................................... 18
2.8 Sistem Pengering Buatan ................................................................. 19
2.9 Nilai Kalor ....................................................................................... 19
2.10 Kesetimbangan Energi ..................................................................... 20
2.11 Laju Massa Bahan Bakar ................................................................. 23
2.12 Performansi Pengeringan .................................................................. 23
BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 24
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian . ........................................................ 24
3.1.1 Waktu Penelitian . ................................................................... 24
3.1.2 Tempat/Lokasi Penelitian . ..................................................... 24
3.2 Jumlah Populasi (variable bebas/terikat) . ....................................... 25
3.2.1 Variabel Bebas . ...................................................................... 25
3.2.2 Variabel Terikat ...................................................................... 25
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................ 26
3.3.1 Alat .......................................................................................... 26
3.3.2 Bahan Penelitian . ................................................................... 30
3.4 Instalasi Penelitian …………………………………….. ................ 31
3.4.1 Bomb Calorimeter ................................................................... 31
11
3.5 Pembuatan Briket Sekam Padi…………………………… ............. 32
3.6 Rancangan Penelitian. ...................................................................... 34
3.6.1 Spesifikasi Alat. ...................................................................... 35
3.6.2 Diskripsi Alat . ........................................................................ 36
3.7 Diagram Alir Penelitian ………………………………….. ............ 38
3.8 Metode Pengambilan Data. .............................................................. 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Data . .................................................................................... 40
4.2 Data Hasil Pengamatan . .................................................................. 40
4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar. ............................... 41
4.3.1 Menghitung Laju Energi yang Masuk ke ruang
Pengering (Ėbb). ..................................................................... 42
4.3.2 Menghitung Laju Energi yang Berguna atau
Energi Penguapan (Ėuse) . ...................................................... 43
4.3.3 Menghitung Laju Energi yang Terbuang (Ėlosses) . ................. 44
4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang . ............................. 51
4.4.1 Menghitung Laju Energi yang Masuk ke ruang
Pengering (Ėbb) . .................................................................... 52
4.4.2 Menghitung Laju Energi yang Berguna atau
Energi Penguapan (Ėuse). ....................................................... 53
4.4.3 Menghitung Laju Energi yang Terbuang (Ėlosses). .................. 53
4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan
Rak Berlubang . ............................................................................... 61
4.5.1 Perbandingan Hasil Perhitungan Laju Energi
Masuk (Ėin). ........................................................................... 62
4.5.2 Perbandingan Hasil Perhitungan Laju Energi
Berguna (Ėuse). ...................................................................... 63
12
4.5.3 Perbandingan Laju Energi Losses pada Dinding
Kompor (ĖLTK). ..................................................................... 64
4.5.4 Perbandingan Laju Energi Losses pada
Saluran Penghubung (ĖLTS) . ................................................. 65
4.5.5 Perbandingan Laju Energi Losses pada Dinding
Pengering (ĖLTP) . .................................................................. 66
4.5.6 Perbandingan Laju Energi Losses pada
Cerobong (ĖLTC). ................................................................... 67
4.6 Distribusi Temperatur. ..................................................................... 67
4.6.1 Suhu Tin dan Tout pada Pengering . ......................................... 68
4.6.2 Penurunan Massa Anyaman Ata............................................. 69
4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur . ............................................. 70
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan . ........................................................................................ 73
5.2 Saran .................................................................................................... 73
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 74
LAMPIRAN………………………………………………………………. 75
13
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata yang Dihasilkan ............................... 1
Gambar 2.1 Kerajinan Ata Berbentuk Lepekan Piring dan Alas Gelas ............ 5
Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata ............................... 6
Gambar 2.3 Sekam Padi.................................................................................... 8
Gambar 2.4 T-V Diagram ................................................................................. 12
Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar ....................... 14
Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konveksi dari Permukaan Media
Padat ke Fluida yang Mengalir ..................................................... 15
Gambar 2.7 Skematik Sistem Pengeringan....................................................... 20
Gambar 3.1 Termokopel ................................................................................... 26
Gambar 3.2 Timbangan Digital ........................................................................ 26
Gambar 3.3 Stopwatch ...................................................................................... 27
Gambar 3.4 Korek Api...................................................................................... 27
Gambar 3.5 Kamera Digital .............................................................................. 28
Gambar 3.6 Minyak Tanah …………………………….. ............................... 28
Gambar3.7 Alat Pencetak Briket ..................................................................... 28
Gambar3.8 Bomb Calorimeter……………………… ..................................... 29
.......................................................................................................
Gambar3.9 Panci dan Pengaduk ...................................................................... 29
Gambar 3.10 Baskom ........................................................................................... 29
Gambar 3.11 Kompor ......................................................................................... 30
Gambar 3.12 Sekam Padi.................................................................................... 30
Gambar 3.13 Anyaman Ata .............................................................................. ... 30
Gambar 3.14 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Type
14
Plat Datar . .................................................................................... 34
Gambar 3.15 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Type
Kisi (Berlubang). .......................................................................... 35
Gambar 3.16 Diagram Alir Penelitian. ................................................................. 38
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk(Ėin). ................................. 62
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Laju Energi Berguna (Ėuse). ............................ 63
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses pada
Kompor (ĖLTK). ............................................................................. 64
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses pada
Saluran Penghubung (ĖLTS) . .......................................................... 65
Gambar 4.5 Grafik Laju Energi Losses pada Ruang Pengering (ĖLTP). ............... 66
Gambar 4.6 Grafik Laju Energi Losses pada Cerobong (ĖLTC) . ......................... 67
Gambar 4.7 Grafik Terhadap Tin . ......................................................................... 68
Gambar 4.8 Grafik Waktu Terhadap Tout ............................................................. 69
Gambar 4.9 Grafik Waktu Terhadap Penurunan Massa. ...................................... 70
Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Distribusi Temperatur . ................................ 71
15
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis of Biomassa................................... 7
Tabel 2.2 Tabel Hasil Analisa Proksimat dan Ultimate Sekam Padi…. 9
Tabel 2.3 Tabel Komposisi Kimia Sekam Padi………………………… 9
Tabel 3.1 Tabel Jadwal Rincian Kegiatan Penelitian.......................... 24
Tabel 4.1 Tabel Data Hasil Pengujian untuk Tipe Rak Plat Datar……. 40
Tabel 4.2 Tabel Data Hasi Pengujian untuk Tipe Rak Berlubang……… 41
Tabel 4.3 Tabel Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan
Rak Berlubang………………………………………………..... 61
16
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel Saturated Water………………………………………... 76
Lampiran 2. Gambar pada saat Pembuatan Briket dan Pellet…………… 77
Lampiran 3. Gambar pada saat Pembuatan Alat Pengering dan Kompor.. .80
Lampiran 4. Gambar pada saat Pengujian…………………………………. 82