unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

11
1) Bagian dari Disertasi yang disampikan dalam seminar Sekolah Pascasarjana IPB 2) Mahasiswa Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian 3) Ketua Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 4) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 5) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 6) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB REKAYASA MESIN PENGERING METODA VAKUM DENGAN SUHU DAN TEKANAN TERKENDALI 1 (Engineering Machine Dryer Method Of Vacuum With Controlled Temperature And Pressure) Sakti M.diah 2 ,Budi Indra Setiawan 3 ,Erizal 4 , Leopold O. Nelwan 5 , Naresworo Nugroho 3 Abstrak The purpose of this research is to design and create a model of a dryer environment under 1 atm of air pressure and determine the performance of the model engine vacuum dryer. Drying is a way to reduce the water content contained in the material from its original state until the desired final moisture content. Vacuum drying is a drying method that is still rarely used, drying method has a forte to be able to shorten the drying time and using a low temperature as compared to conventional drying is much in use. In this study the model has successfully created a vacuum dryer. The performance of this machine can dry the material under the pressure of 1 atm with conditions of pressure and temperature can be in control Keywords: dryer, vacuum, design, manufacture, control Pendahuluan Pengeringan adalah suatu proses perpindahan kalor dan massa air secara transien serta beberapa laju proses, seperti transformasi fisik atau kimia yang dapat menyebabkan perubahan mutu hasil maupun mekanisme perpindahan kalor dan massa (Mujumdar, 2000). Mekanisme pengeringan meliputi dua proses perpindahan yaitu perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air dengan mengkondisikan udara pengering. Pengeringan vakum terjadi ketika pemindahan uap air dari suatu bahan berlangsung pada tekanan rendah, yang menurunkan titik didih air dan perbedaan suhu antara media pemanas dan bahan lebih besar. Hal ini menghasilkan laju pengeringan lebih tinggi dan penggunaan panas lebih efisien. Sagar dan Kumar (2010) dan Jaya dan Das (2003) melaporkan bahwa pada pengeringan vakum, penguapan air pada makanan berlangsung di bawah tekanan rendah dan dalam keadaan oksigen sangat sedikit atau tidak ada. Ini ditunjukkan pada reaksi oksidatif berupa warna kecoklatan jarang terjadi pada produk akhir. Keuntungan dari pengeringan vakum adalah menurunkan titik didih air dalam tekanan vakum parsial, yang menyebabkan penguapan air pada suhu di bawah 100°C, dan pada tingkat dekat dengan suhu pengeringan tinggi (Bousquet 2000). Amellal dan Benamara (2008) pengeringan kurma (Phoenix dactylifera L.) mengurangi kadar air dari sekitar 14% menjadi 6,5% pada kondisi tekanan parsial 20 kPa pada suhu 60 o C, 80 o C dan 100°C. Tidak ada perubahan warna pada pengamatan, Jaya dan Das (2003) di mana tidak ada reaksi oksidasi ditemukan di bawah pengeringan tekanan vakum.

Transcript of unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

Page 1: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

1) Bagian dari Disertasi yang disampikan dalam seminar Sekolah Pascasarjana IPB 2) Mahasiswa Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian 3) Ketua Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 4) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 5) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB 6) Anggota Komisi Pembimbing, Staff Pengajar di Sekolah Pascasarjana IPB

REKAYASA MESIN PENGERING METODA VAKUM DENGAN SUHU

DAN TEKANAN TERKENDALI1

(Engineering Machine Dryer Method Of Vacuum With Controlled Temperature

And Pressure) Sakti M.diah

2,Budi Indra Setiawan

3,Erizal

4, Leopold O. Nelwan

5, Naresworo Nugroho

3

Abstrak

The purpose of this research is to design and create a model of a dryer

environment under 1 atm of air pressure and determine the performance of the

model engine vacuum dryer. Drying is a way to reduce the water content

contained in the material from its original state until the desired final moisture

content. Vacuum drying is a drying method that is still rarely used, drying method

has a forte to be able to shorten the drying time and using a low temperature as

compared to conventional drying is much in use. In this study the model has

successfully created a vacuum dryer. The performance of this machine can dry the

material under the pressure of 1 atm with conditions of pressure and temperature

can be in control

Keywords: dryer, vacuum, design, manufacture, control

Pendahuluan

Pengeringan adalah suatu proses perpindahan kalor dan massa air secara

transien serta beberapa laju proses, seperti transformasi fisik atau kimia yang

dapat menyebabkan perubahan mutu hasil maupun mekanisme perpindahan kalor

dan massa (Mujumdar, 2000). Mekanisme pengeringan meliputi dua proses

perpindahan yaitu perpindahan kalor dan perpindahan massa uap air dengan

mengkondisikan udara pengering.

Pengeringan vakum terjadi ketika pemindahan uap air dari suatu bahan

berlangsung pada tekanan rendah, yang menurunkan titik didih air dan perbedaan

suhu antara media pemanas dan bahan lebih besar. Hal ini menghasilkan laju

pengeringan lebih tinggi dan penggunaan panas lebih efisien. Sagar dan Kumar

(2010) dan Jaya dan Das (2003) melaporkan bahwa pada pengeringan vakum,

penguapan air pada makanan berlangsung di bawah tekanan rendah dan dalam

keadaan oksigen sangat sedikit atau tidak ada. Ini ditunjukkan pada reaksi

oksidatif berupa warna kecoklatan jarang terjadi pada produk akhir.

Keuntungan dari pengeringan vakum adalah menurunkan titik didih air

dalam tekanan vakum parsial, yang menyebabkan penguapan air pada suhu di

bawah 100°C, dan pada tingkat dekat dengan suhu pengeringan tinggi (Bousquet

2000). Amellal dan Benamara (2008) pengeringan kurma (Phoenix dactylifera L.)

mengurangi kadar air dari sekitar 14% menjadi 6,5% pada kondisi tekanan parsial

20 kPa pada suhu 60oC, 80

oC dan 100°C. Tidak ada perubahan warna pada

pengamatan, Jaya dan Das (2003) di mana tidak ada reaksi oksidasi ditemukan di

bawah pengeringan tekanan vakum.

Page 2: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

2

Menggunakan wortel sebagai bahan yang peka terhadap panas dengan

membandingkan pengeringan tekanan rendah dengan pemanas superheated

steam dan pengeringan vakum. Beberapa parameter kualitas dari produk hasil

pengeringan seperti volume, penyusutan, kepadatan, warna, dan penguapan air

dievaluasi. Ditemukan bahwa menggunakan superheated steam di bawah

tekanan rendah, kualitas produk lebih tinggi dari pengeringan vakum.

Menurunkan tekanan pada proses pengeringan adalah salah satu pendekatan untuk

mempertahankan kualitas produk (Devahastin et al. 2004)

Pemanasan dengan microwave dikombinasikan dengan tekanan vakum

(Seyfarth et al 2003, Leiker et al 2004) memungkinkan beberapa keunggulan

dibandingkan dengan pengeringan konvensional: pengurangan waktu yang

signifikan (pada tingkat pengeringan ca. 7% / menit untuk beech tekanan 40

mbar), tidak ada perubahan warna, tidak ada pembentukan retak,tidak terjadi

deformasi , efisiensi energi hingga 80%.

Pemberian tekanan vakum pada ruang pengering akan menaikkan beda

tekanan uap di permukaan bahan dengan lingkungannya sehingga laju pindahan

massa uap air juga akan meningkat. Dengan demikian tekanan vakum dapat

meningkatkan laju pengeringan (Bazyma et.al.,2006; Jena dan Das,2006;

Montgometry et.al., 1998).

Beberapa faktor yang mempengaruhi pengeringan antara lain; suhu dan

kelembaban udara pengering yang dialirkan, debit aliran udara pengering, kadar

air awal bahan, bentuk, ukuran dan jaringan sel bahan,bentuk kurva sorbsi-

desorbsi bahan, dan perlakuan/cara pengeringan,yaitu secara kontinyu

(pengeringan secara terus-menerus) atau adanya tempering (penundaan antara

waktu-waktu pengeringan berlangsung), (Anonim,1994).Tujuan penelitian adalah:

1. mendesain dan membuat model mesin pengeringan vakum 2. mengetahui

kinerja model mesin pengering vakum.

Bahan dan Metode Penelitian

Bahan yang digunakan dalam pembuatan model pengering vakum meliputi

:Plat baja ukuran 60 cm x 120 cm, Plat baja diameter 40 cm, Plat seng ukuran 20

cm x 50 cm, Acrylics ukuran 40 cm x 50 cm dan tebal 5 mm, Kaca ukuran 25 cm

x 30 cm, Selang mampu tekan, Elektroda.

Alat lain yang di gunakan meliputi : Mesin las, Roll plat, Bor tangan,

Gurinda, Hibrid recorder Yokogawa 3181, Pengukur tekanan vakum, Pengukur

temperatur, Termokopel type E

Desain dan Pembuatan Model Pengeringan Vakum Bahan.

Identifikasi Masalah

- Pengeringan vakum perlu di ketahui pengaruh perlakuan suhu dan tekanan

terhadap waktu pengeringan dan kualitas bahan yang di keringkan.

- Mesin pengering vakum mampu mengatur suhu dan tekanan untuk

menghasilkan pengeringan bahan kualitas yang maksimum

- Mesin pengering vakum di harapkan lebih cepat proses pengeringan untuk

mendapatkan kadar air yang di inginkan

- Model mesin pengeringan vakum ini perlu di kembangkan lebih lanjut untuk di

jadikan rujukan dalam perencanaan desain mesin pengeringan vakum bahan

khususnya skala industri rumah tangga.

Analisis Desain

Page 3: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

3

Analisis desain digunakan untuk menentukan kebutuhan komponen-komponen

yang digunakan untuk membuat model pengeringan vakum bahan. Analisis ini

terdiri dari analisis fungsional dan analisis struktural yang dilengkapi dengan

analisis teknik. Dalam analisis fungsional dilakukan penentuan komponen-

komponen yang diperlukan untuk membuat model pengeringan vakum skala

laboratorium. Sedangkan analisis strukturalmenentukan bentuk dan komponen-

komponen yang sesuai dengan besarnya kebutuhan bahan yang digunakan.

Analisis desain fungsional

- Mesin ini berfungsi untuk menurunkan kadar air mencapai kadar air yang di

inginkan dengan perlakuan kombinasi suhu dan tekanan sehingga waktu proses

pengeringan lebih cepat dan dapat menghasilkan kualitas bahan yang lebih

baik.

- Mesin ini menggunakan elemen pemanas elektrik yang distribusi panas

menggunakan blower(kipas) agar perpindahan panas ke permukaan bahan

lebih cepat.

- Proses pengeringan bahan menghasilkan penguapan air dimana uap air yang

telah jenuh di ruang pengering proses pengeringan akan terhenti sehingga

membutuhkan perangkap uap air(cold trap).

- Untuk mengetahui temperatur dan tekanan pada proses pengeringan di

butuhkan alat pengukur temperatur dan tekanan.

- Untuk mendapatkan temperatur yang di kehendaki maka model mesin

pengeringan vakum bahan di lengkapi pemanas yang dapat di kendalikan

- Untuk mendapatkan tekanan vakum yang di kehendaki maka model mesin

pengeringan vakum bahan di lengkapi pompa vakum yang dapat di kendalikan

Analisis desain struktural

- Ruangan pengering berbentuk silinder agar penggunaan bahan plat lebih tipis,

dimensi ukuran ruangan pengering berdiameter 40 cm dan panjang 65 cm

- Ruang pengering yang mampu bekerja pada tekanan 65 Pa

- Pintu ruang pengering dari bahan kaca agar dapat memantau proses

pengeringan dan kedap udara

- Blower (kipas) untuk perpindah panas dari permanas listrik ke permukaan

bahan dengan sepesifikasi 12 volt diameter 5 cm sebanyak 10 buah dan di

tempatkan di bawah dudukan bahan.

- Cold trap (perangkap uap air) terbuat dari pipa tembaga diameter ½ inci yang

di dalamnya dialiri air dengan menggunakan pompa air.

- Heater (Pemanas) temperatur ruang pengering mengunakan elemen pemanas

listrik untuk pemanasan temperatur rendah < 100oC dengan daya 500 watt dan

panjang 50 cm.

- Range suhu yang digunakan dalam penelitian ini adalah 45-75oC, dan selama

pengukuran perlu pula diukur kelembaban dalam ruang pengering.

- Tekanan yang dibutuhkan selama proses pengeringan mencapai 34 cmHg,

sehingga untuk memperoleh kondisi tersebut digunakan rotary vacuum pump.

Uji Kinerja Pengering Vakum

Setelah pembuatan peralatan pengering vakum bahan kemudian dilakukan

uji kinerja untuk memeriksa apakah kriteria yang di butuhkan pada sistem

pengering dapat dipenuhi. Sistem pengering ini kriteria keberhasilannya

Page 4: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

4

ditentukan dengan kemampuan untuk mencapai suhu permukaan bahan (bahan)

pada tiga kondisi temperatur yaitu suhu 45oC,55

oC dan 75

oC dan suhu dapat

dikendalikan selama proses pengeringan demikian pula tekanan vakum pada

ruang pengering terdiri dari 3 tekanan yaitu 36 cmHG,56 cmHg. Untuk distribusi

temperatur di dalam ruang pengering, menggunakan blower dan pengarah aliran

udara dari pemanas(heater),pengukuran distribusi temperatur menggunakan 7

termokopel (Gambar.1), penempatan termokopel masing-masing berjarak 2.5 cm

di mulai dari dasar.

Gambar 1 . Desain struktural ruang pengering vakum

Hasil dan Pembahasan

Pengering vakum yang dibuat untuk kinerja proses pengering meliputi

tekanan, temperatur dan waktu pengeringan keseluruhan mesin pengering terdiri

dari: ruang pengering, sistem pemanas, perangkap uap panas (cold trap),sistem

perpipaan,tangki air, pompa vakum dan panel kontrol.Susunan mesin ini di

tujukan pada gambar 2 dan 3.

(a). Tampak depan (b).Tampak atas

(c).Tampak samping

Gambar 2. Susunan model mesin vakum bahan

Panel kontrol

Pompa vakum

Ruang pengering

Tangki air

termokopel

heater blower

Cold trap

Pengarah

Aliran udara

Dinding ruanga

pengering

Dudukan bahan

Termostik Barometric

Sensor suhu

Pengarah

Aliran udara

Sensor tekanan

Page 5: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

5

Pada sistem vakum, udara di pompa dari ruang pengering melalui selang

mampu tekan ke pompa vakum dan melalui selang mampu tekan ke ruang

penampung air hasil uap air dari cold trap di ruang pengering ke pompa vakum.

Cold trap ini digunakan untuk menangkap uap air yang ada dalam udara untuk

menghindari kejenuhan uap air dalam ruang pengering sehingga proses

pengeringan bahan dapat berlangsung dan hanya uap kering yang masuk ke dalam

pompa vakum.sitem cold trap ini berupa pipa tembaga yang di dalamnya dialiri

air dari tangki air dingin yang besikulasi selama proses pengeringan dengan

menggunakan pompa air celup

Gambar 3. Skema peralatan pengering vakum

Ruang Pengering

Ruang pengering yang digunakan di desain menggunakan plat yang tipis

sehingga berbentuk silinder. Sebelum ruang pengering digunakan,terlebih dulu

dilakukan perhitungan tebal plat baja yang sesuai dengan kemampuan daya

vakum.

Penekanan pada dinding ruang pengering terjadi karena perbedaan antara

tekanan di dalam ruang pengering pv dan di luar ruang pengering patm. Karena

tekanan di dalam ruang pengering sangat kecil (vakum) sedangkan tekanan di luar

ruang adalah tekanan atmosfir maka terjadi pembebanan tekan ke dalam(gambar

4). Pada perancangan ini digunakan ruang pengering yang terbuat dari baja

karbon. Tegangan yiel bahan σy baja adalah 340 Mpa dan faktor keamanan n yang

digunakan 1.67 (Gere et al.1987). Dengan data kekuatan bahan ini, dapat dicari

tegangan ijin σi.

𝜎𝑖 =𝜎𝑦

𝑛= 203.6𝑀𝑃𝑎 …………………………………………………………(1)

Jika tekanan vakum pv = 10 cmHg atau 13.3 Kpa dan tekanan atmosfir patm =

101.3 kpa, maka tekanan dinding ruang pengering Δp = patm + pv = 114.625 kpa

Gambar 4. Beban penekanan pada dinding ruang pengering

Cold trap

Motor DC

Heater

Blower

Page 6: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

6

Diameter ruang pengering yang digunakan 0.4 m dan panjang 0.6 m, maka dapat

dicari tebal dindingnya dengan mempertimbangkan beberapa macam

pembebanan.

Beban radial

𝜎𝑖 =𝐹𝑡

𝐴=

∆𝑝𝜋𝑑𝑙

2𝑥𝑑𝑝 𝑙 ……………………………………………….………..………(2)

Maka,

𝑥𝑑𝑝 =∆𝑝𝜋𝑑

2𝜎𝑖= 0,35 𝑚𝑚 …………………..…………………………..……….(3)

Beban axial

𝜎𝑖 =𝐹𝑡

𝐴=

∆𝑝𝜋

4𝑑2

𝜋𝑥𝑑𝑝 𝑑 ………………………………………….…………...…..……(4)

𝑥𝑑𝑝 =0.25∆𝑝𝑑

𝜎𝑖= 0.06 𝑚𝑚 ………………………………………...…..……...(5)

Dari hasil perhitungan dengan pembebanan radial di dapat tebal plat dinding

ruang pengering yang di perlukan 0,35 mm, sedangkan dengan pembebanan axial

tebal yang di perlukan 0.044 mm,karena tebal plat yang di gunakan lebih besar (2

mm) dari tebal hasil perhitungan pembebanan, maka plat ruang pengering kuat

untuk di bebani.

Pintu Ruang Pengering

Pintu pengering dibuat dari kaca. Nilai σult kaca diketahui adalah 10 x 108

Pa. Garmo (1984) mengatakan bahwa jika tegangan yang digunakan adalah σult,

maka faktor keamanan yang harus digunakan adalah 2.8. dengan data-data ini

maka dapat dicari σi (Gere et al. 1987)

𝜎𝑖 =𝜎𝑢𝑙𝑡

𝑛= 3.57 𝑥 108𝑃𝑎 ……………………………………………………..(6)

Ketebalan pintu ditentukan dengan menggunakan persamaan 4 dengan mengganti

variabel xdp menjadi spp.

𝑥𝑝𝑝 =0.25∆𝑝𝑑

𝜎𝑖= 3.21 𝑥 10

4 …………………………………………………...(7)

Karena hasil perhitungan kekuatan bahan menunjukkan tebal pintu kaca

yang dibutuhkan adalah 0.321 mm sedangkan tebal kaca yang dibuat 10 mm,

maka dapat disimpulkan pintu pengering memenuhi syarat kekuatan bahan

Tekanan Vakum

Pompa vakum yang digunakan adalah pompa rotari model 2X, 2 fasa,

dengan daya listrik 0.18 kw. Pompa ini mampu mengalirkan udara dengan laju 0.5

liter/detik dan menghasilkan 0.07 Pa. Untuk mengalirkan udara bertekanan rendah

digunakan pipa flexibel berdiameter ½ inchi.

Dimensi Pipa Cold Trap

Penurunan temperatur uap air di dalam ruang pengering dilakukan dengan

mengalirkan air didalam pipa yang dipasangkan dengan pompa air celup. Dimensi

pipa dan bahan pipa ditentukan dengan mempertimbangkan perubahan uap air

menjadi air pada dinding pipa. Dimensi pipa yang di pilih ½ inchi dari bahan

tembaga yang memiliki konduktifitas yang baik di banding logam-logam lainnya

Heater

Suhu pengeringan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kurang dari

100oC. dengan mempertimbangkan volume ruang pengering sehingga digunakan

1 buah heater dan panjang 50 cm dengan daya 500 w

Page 7: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

7

Kontrol suhu dan tekanan

Suhu dan tekanan dipertahankan dengan menggunakan system control.

Mikrokontroller yang digunakan adalah DT AVR Low Cost Micro System dengan

kapasitas memori pemrograman sebesar 8 kb. Skema pengontrolan dapat di lihat

pada gambar 5. Sehingga sensor yang digunakan adalah modul SHT 11 dengan

kemampuan pengukuran suhu antara 0 – 130 o

C dan juga memiliki kemampuan

untuk mengukur kelembaban.Untuk mendeteksi besarnya tekanan dalam ruang

pengering yang dapat dihubungkan dengan mikrokontroller maka digunakan DT-

Sense Barometric Pressure & Temperature Sensor yang merupakan sebuah modul

sensor berbasis sensor HP03 yang dapat digunakan untuk mendeteksi besarnya

tekanan dan temperatur udara di sekitar sensor.Suhu dan tekanan dipertahankan

dengan menggunakan system control. Mikrokontroller yang digunakan adalah DT

AVR Low Cost Micro System dengan kapasitas memori pemrograman sebesar 8

kb.

Gambar 5. Skema sistem pengotrolan model mesin pengering vakum

Mikrokontroller yang berupa DT-AVR Low Cost Micro System menerima

input setpoin suhu dan tekanan, selanjutnya setiap satu detik data pembacaan suhu

dari SHT 11 dan tekanan dari Barometric akan dibandingkan dengan setpoin yang

diberikan.

Gambar 6. Peralatan pengering vakum

Page 8: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

8

Kinerja Pengering Vakum

Penurunan tekanan pada menit-menit awal dapat berlangsung dengan lebih

cepat karena pemompaan udara dari ruang pengering ke udara bebas lebih mudah

disebabkan beda tekanan didalam dan diluar belum terlalu besar. Ketika tekanan

ruang pengering sudah mencapai tekanan 0.38 cmHg diatas setpoint kerja pompa

vakum berhenti.

Pompa vakum akan bekerja lagi bila mana tekanan telah mencapai 0.38

cmHg di bawah setpoint. Pada tekanan setpoint 64 cmHg kerja pompa vakum

terulang sekitar 2 menit dan waktu pemvakuman 4 detik untuk mencapai 0.38

cmHg diatas setpoint 64 cmHg. Pada tekanan setpoint 49 cmHg kerja pompa

vakum terulang sekitar 1.5 menit dan waktu pemvakuman 10 detik untuk

mencapai 0.38 cmHg diatas setpoint 49 cmHg. Pada tekanan setpoint 34 cmHg

kerja pompa vakum terulang sekitar 1 menit dan waktu pemvakuman 3 menit

untuk mencapai 0.38 cmHg diatas setpoint 64 cmHg.

Gambar 7. Penurunan tekanan terhadap waktu

Pada temperatur(suhu) setpoint yang kendalikan, suhu yang terbaca lebih

rendah dari setpont maka mikrontroller akan memberikan pwm (pulse width

modulation) yang sesuai untuk mencapai setpoint yang diberikan dan jika setpoint

suhu telah tercapai maka akan diberikan pwm yang sesuai untuk mempertahankan

suhu sesuai dengan setpoint. Waktu pemanasan heater sampai mencapai setpoint

45oC selama 7 menit untuk setpoint 60

oC selama 18 menit sedangkan pada

setpoint 75oC membutuhkan waktu 40 menit. Perubahan temperatur setelah

mencapai setpoint ± 1 oC

25

35

45

55

65

75

0 3 5 8 10 13 15 18 20 23 25

tek

an

an

(cm

Hg

)

waktu (menit)

setpoint 64 cmHg

setpoint 49 cmHg

setpoint 34 cmHg

Page 9: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

9

Gambar 8. Setpoint suhu terhadap waktu

Gambar 9 . Perubahan kelembaban udara di ruang pengering

Gambar 9. Distribusi termperatur di ruang pengering

Validasi Tekanan Setpoint

Hasil dari kontrol setpoint tekanan vakum pengeringan pada ruang

pengering di validasi dengan alat barometrik yang telah terpasang di dinding

luar ruang pengering dengan hasil pada gambar 12 di bawah ini dan nilai

koefisien determinasi (R2) yang dihasilkan mendekati 1, artinya hasil

kontrol tekanan mendekati hasil pengukuran barometrik.

25

35

45

55

65

75

85

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Su

hu

(0C

)

waktu (menit)

setpoint 45 oC

setpoint 60 oC

setpoint 75 oC

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

suh

u/R

H

waktu(menit)

Suhu setpoint 75(oC)

RH(1/100)

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

suh

u

waktu(menit)

TKP1

TKP2

TKP3

TKP4

TKP5

TKP6

TKP7

TKP8

Page 10: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

10

Gambar 11.Validasi Tekanan Setpoint

Validasi Suhu Setpoint

Hasil dari kontrol setpoint suhu pengeringan pada ruang pengering di

validasi dengan alat termokopel yang dihubungkan dengan hibrid recorder dengan

hasil pada gambar 13 di bawah ini dan nilai koefisien determinasi (R2) yang

dihasilkan mendekati 1, artinya hasil kontrol suhu mendekati hasil pengukuran

termokopel.

Gambar 12. Validasi Suhu Setpoint

Simpulan dan saran

1. Pada penelitian ini telah berhasil dibuat mesin pengering metoda vakum.

2. Kinerja mesin ini dapat mengeringkan bahan dibawah tekanan 1 atm

dengan kondisi tekanan dan temperatur yang dapat di kendalikan.

Saran

1. Pada mesin pengering ini perlu diberi isolasi panas pada dinding ruang

pengering sehingga panas dari heater dapat di optimalkan untuk

pemanasan bahan saja.

2. Perlunya alat ukur kadar air bahan yang dapat di tempatkan di dalam ruang

ruang pengering.

Daftar Pustaka

Amellal, H. and S. Benamara. 2008. Vacuum drying of common date pulp cubes.

Drying Technology, 26: 378 – 382

y = 1,0461x - 0,0634

R² = 0,9745

25

35

45

55

65

75

85

25 35 45 55 65 75 85

Tek

an

an

Ba

rom

etri

k

Tekanan Setpoint

y = 1,0267x - 2,7325

R² = 0,9957

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

20 30 40 50 60 70 80

Su

hu

Set

po

int

Suhu termokopel

Page 11: unm-digilib-unm-muhammadsa-164-1-rekayasa-1.pdf

11

Arun S. Mujumdar. 2006. Handbook of Industrial Drying . third edition, Taylor &

Francis Group.

Bousquet, D. 2000. Lumber Drying: An overview of current processes; Extension

of Forest Resources Specialist, University of Vermont, Extension and

School of Natural Resources

Devahastin, S. P. Suvarnakuta, S. Soponronnarit and A. S. Mujumdar. 2004. A

Comparative Study Of Low-Pressure Superheated Steam And Vacuum

Drying Of A Heatsensitive Material. Drying Technology 22(8): 1845 –

1867.

Leiker, M., Adamska, M.A., Guttel, R., Mollekopf, N.2004: Vacuum Microwave

Drying of Beech: PropertyProfiles and Energy Efficiency. Proceedings

COST E15 Conference, Athens-Greece

S.Jaya , H. Das, . 2003 A Vacuum Drying Model for Mango Pulp, Drying

Technology,Vol. 21, No. 7, Pp. 1215–1234

Sagar, V. R. and P. S. Kumar. 2010. Recent advances in drying and dehydration

of fruits and vegetables: a review. Journal of Food Science and

Technology 47(1): 15 – 26

Seyfarth, R., Leiker, M., Mollekopf, N. 2003: Continuous Drying of Lumber in a

Microwave Vacuum Kiln. Proceedings of 8th Int. IUFRO Wood Drying

Conference, Brasov-Romania.