METODOLOGI Lokasi dan Waktu

Desain dan pembuatan alat pengering dilakukan di Laboratorium

Lapangan Siswadi Supardjo. Pengujian dilakukan di Laboratorium Teknik Energi

Terbarukan Departemen Tenik Mesin dan Biosistem FATETA IPB pada bulan

Januari 2011 – Mei 2011.

Bahan dan Alat

Bahan

Bahan yang digunakan untuk membuat alat pengering di antaranya yaitu

kayu lapis dengan tebal 18 mm, aluminium strip 12 mm, aluminium profil L 13

mm, aluminium lembaran tebal 0.3 mm, kawat net aluminium, sekrup, baut, paku,

blind rivet, lem kayu dan baling-baling kipas standing fan. Bahan yang digunakan

untuk uji kinerja alat pengering adalah kentang varietas Granola yang diiris dalam

bentuk chips dengan ketebalan 2.5 mm dan diblansing selama 3 – 4 menit dengan

air panas.

Alat

Alat yang digunakan untuk pembuatan alat pengering adalah gergaji, palu,

meteran, pasah kayu, gunting logam, tang, spidol, obeng, tang rivet, bor listrik,

jangka sorong dan AC 1 hp (merk Koshima KA10T1 dengan kapasitas

pendinginan 9000 BTU/jam dan kebutuhan daya listrik 0.9 kW). Alat yang

digunakan untuk uji kinerja adalah data loger, thermocouple tipe T, anemometer,

timbangan digital, watt meter, flash drive, komputer, pengatur kecepatan motor

kipas, oven, pisau, kompor gas, panci dan pemotong keripik.

Tahapan Perancangan Alat Pengering

Gagasan Awal

Gagasan awal rancang bangun alat pengering bermula dari banyaknya

pemakaian AC untuk keperluan perkantoran, rumah tangga dan bisnis.

Berdasarkan hasil pengamatan, kondensor AC mengeluarkan panas yang dilepas

ke lingkungan tanpa pemanfaatan. Oleh karena itu dilakukan pengukuran suhu

keluaran kondensor pada beberapa AC ruangan. Suhu keluaran kondensor AC

sekitar 36 – 46oC. Nilai kisaran suhu tersebut berpotensi untuk dimanfaatkan

14

sebagai energi pengeringan bahan pangan maupun produk pertanian tanpa

mengganggu kapasitas pendinginan dari AC tersebut.

Pengembangan dan Penyempurnaan Gagasan

Pengembangan dan penyempurnaan gagasan dilaksanakan dengan

melakukan penelitian pendahuluan pengeringan chips kentang menggunakan rak

pengering dari aluminium profil L 13 mm dengan kawat net aluminium berukuran

30 × 30 cm. Rak pengering diletakkan di depan kondensor AC 1 hp dengan suhu

keluaran sekitar 42oC pada suhu lingkungan 30oC. Pengeringan berlangsung

selama 2.5 jam mampu menurunkan kadar air chips kentang dari 85.44% bb

menjadi 10.05% bb. Berat bahan awal 130.21 g dan berat akhir 21.07 g. Laju

penguapan kandungan air rata-rata pada 30 menit pertama 1.792 g/menit dan di

akhir pengeringan 0.022 g/menit. Rancang bangun alat pengering dilakukan

berdasarkan hasil penelitian pendahuluan.

Analisis Rancangan

Analisis rancangan alat pengering yang dilakukan meliputi karakteristik

potensi udara keluaran dari kondensor AC, laju aliran udara, jumlah bahan yang

akan dikeringkan, luasan rak pengering, ukuran ruang pengering, saluran udara ke

ruang pengering. Perencanaan bahan-bahan untuk pembuatan alat pengering

menggunakan bahan-bahan yang tersedia di pasaran. Pengukuran dilakukan

terhadap suhu dan RH udara keluaran kondensor AC dan udara lingkungan, laju

aliran udara dan diameter saluran udara keluaran kondensor AC. Data hasil

pengukuran tersebut diperlukan pada perancangan/desain alat pengering yang

akan dibuat.

Pembuatan Alat Pengering

Pembuatan alat pengering dilakukan untuk mewujudkan hasil rancangan

alat pengering ke dalam bentuk nyata berupa alat pengering. Pembuatan alat

pengering diawali dengan penyiapan bahan dan alat, dilanjutkan dengan

pengerjaan bahan yang meliputi pemotongan dan perangkaian bahan hingga

menjadi alat pengering. Diagram alir rancang bangun alat pengering dapat dilihat

pada Gambar 4.

15

Pendekatan Rancangan

Kriteria Rancangan

Perancangan alat pengering ini bertujuan untuk menurunkan kadar air

bahan pangan yang dalam penelitian ini digunakan chips kentang sehingga dapat

meningkatkan daya simpan dan mempermudah proses selanjutnya dengan

memanfaatkan panas keluaran kondensor AC. Kadar air chips kentang sekitar

85% basis basah diturunkan melalui pengeringan dengan alat pengering hasil

rancangan hingga mencapai kadar air sekitar ≤14% basis basah.

Alat pengering tersebut menyalurkan panas keluaran kondensor AC ke

dalam ruang pengering dan diharapkan dapat memanaskan ruangan, rak pengering

serta bahan yang dikeringkan kemudian membawa kandungan uap air dari bahan

yang dikeringkan ke lingkungan melalui saluran keluaran. Kapasitas rak

pengering ditargetkan mempunyai luasan total lebih dari 5 m2

. Luasan rak

pengering tersebut dianalisis berdasarkan ketersediaan energi panas dari

kondensor AC, suhu dan aliran udara.

Gambar 4 Diagram alir tahapan rancang bangun alat pengering

Gagasan awal

Pengembangan dan penyempurnaan gagasan

Analisis rancangan

Pembuatan alat pengering

Penyiapan alat dan bahan untuk pembuatan

alat pengering

Mulai

Sesuai?

Selesai

Tidak

Hasil rancangan

Alat pengering

Ya

16

Rancangan Fungsional dan Struktural

Alat pengering tersebut berfungsi untuk mengeringkan bahan pangan yang

dalam pengujiannya menggunakan chips kentang hingga kadar air tertentu (≤14%

basis basah). Fungsi-fungsi komponen utama alat pengering diperlukan untuk

menunjang alat pengering tersebut dapat bekerja dengan baik .

Penentuan bentuk dan dimensi struktur alat pengering dilakukan

berdasarkan ukuran saluran udara kipas kondensor AC, potensi panas kondensor

AC dan jumlah bahan yang akan dikeringkan. Penentuan dimensi tersebut

bertujuan memudahkan penyaluran udara ke ruang pengering, sehingga

diharapkan udara yang masuk ke ruang pengeringan dapat termanfaatkan untuk

pengeringan.

Alat pengering yang dirancang berupa pengering tipe rak dengan tujuh

buah rak yang terbuat dari bahan aluminium. Rak pengering dibuat berbentuk

persegi panjang. Secara umum, alat pengering ini terdiri dari bagian utama, yaitu:

sumber panas, kipas kondensor, penyalur udara, ruang pengering, rak pengering,

pintu dan saluran keluaran serta pengatur kecepatan kipas kondensor.

Sumber panas pengeringan

Pengeringan memerlukan energi panas untuk menaikkan suhu udara

sehingga kelembaban relatif udara turun dan meningkatkan potensinya untuk

menguapkan serta membawa kandungan air dari bahan yang dikeringkan. Sumber

panas yang digunakan oleh alat pengering tersebut adalah panas keluaran dari

kondensor AC yang umumnya terbuang ke lingkungan tanpa termanfaatkan.

Kondensor AC yang digunakan berdaya 1 hp merk Koshima yang memiliki

diameter saluran udara keluaran 38 cm.

Bagian utama kondensor AC terdiri dari kompresor, heat exchanger dan

casing kondensor. Kondensor berfungsi untuk melepaskan panas yang diserap

oleh refrigerant dari evaporator. Panas keluaran kondensor ini yang dimanfaatkan

untuk energi pengeringan.

Kipas Kondensor

Kipas kondensor AC berfungsi untuk menggerakkan udara agar dapat

mengalir melalui penukar panas kondensor. Aliran udara panas akan dimasukkan

17

ke ruang pengering untuk menguapkan dan membawa kandungan air bahan ke

lingkungan.

Kipas kondensor AC Koshima 1 hp memiliki diameter baling-baling 32.6

cm dan diameter hub 11.2 cm, sedangkan kipas pengganti memiliki diameter hub

7.3 cm dan diameter baling-baling 32.6 cm. Penggunaan kipas pengganti dengan

diameter hub yang kecil diharapkan dapat menghasilkan aliran udara yang lebih

seragam pada pemanfaatan kondensor AC untuk pengeringan.

Penyalur udara

Udara panas dari kondensor AC disalurkan ke ruang pengering

menggunakan saluran udara yang dipasang menyatu dengan ruang pengering.

Saluran udara pengering dibuat pendek untuk mengurangi kehilangan panas tetapi

tidak mengganggu penyebaran udara ke ruang pengering. Ujung depan saluran

udara dibuat dengan ukuran yang sesuai dengan lubang keluaran udara dari kipas

kondensor AC.

Penyalur udara terbuat dari kayu lapis dengan ketebalan 18 mm, berbentuk

limas segi empat terpancung yang menangkap aliran udara dari kipas kondensor

dan menyalurkannya ke ruang pengering. Ukuran sisi dalam penyalur udara yang

berhubungan dengan kondensor minimal sama dengan lubang saluran keluaran

udara kondensor (38 cm).

Ruang Pengering

Ruang pengering adalah bagian utama alat pengering yang merupakan

ruang tempat terjadinya proses pengeringan. Rak-rak yang berisi bahan yang

dikeringkan ditempatkan di dalam ruang pengering. Udara pengering melalui

ruangan tersebut dan membawa kandungan air bahan ke lingkungan.

Rak pengering

Rak pengering berfungsi sebagai tempat untuk meletakkan bahan yang

akan dikeringkan. Rangka rak pengering dibuat dari bahan aluminium profil L

karena ringan dan mudah pengerjaannya. Bagian utama rak terbuat dari kawat net

aluminium sehingga memudahkan sirkulasi udara. Udara yang melalui rak

pengering akan menguapkan dan membawa kandungan air dari bahan.

18

Pintu dan saluran keluaran

Pintu ruang pengering berfungsi sebagai jalan untuk memasukkan dan

mengeluarkan rak pengering serta sebagai saluran keluaran udara. Saluran

keluaran berfungsi sebagai jalan udara keluar dari dalam ruang pengering ke

lingkungan. Udara yang membawa uap air dari bahan yang dikeringkan akan

melalui saluran keluaran dan menuju ke lingkungan.

Pengatur kecepatan putaran kipas

Pengatur kecepatan kipas digunakan untuk mengatur putaran kipas

kondensor AC pada kondisi kecepatan tinggi atau rendah. Pengaturan kecepatan

kipas kondensor dilakukan untuk mendapatkan suhu keluaran kondensor yang

sesuai selama proses pengeringan. Kecepatan putaran kipas diatur menggunakan

pengatur kecepatan motor AC yang umum ada di pasaran yang berbasis pada UJT

dan triac.

Analisis Teknik Rancang Bangun Alat Pengering

Analisis teknik rancang bangun alat pengering dengan memanfaatkan

panas keluaran kondensor AC menggunakan beberapa parameter yang

diperhitungkan untuk menghasilkan alat pengering yang sesuai dengan yang

diharapkan. Analisis teknik dilakukan berdasarkan potensi panas kondensor AC

ruangan dan dimensi dari kondensor. Diagram alir analisis teknik tersebut seperti

pada Gambar 5.

19

Gambar 5 Diagram alir analisis teknik perancangan alat pengering

Analisis Potensi Panas Kondensor AC

Analisis potensi panas keluaran kondensor AC diawali dengan pengukuran

suhu dan kelembaban udara keluaran dari kondensor AC serta udara lingkungan

menggunakan termometer dan higrometer. Kecepatan aliran udara kondensor AC

diukur menggunakan anemometer. Hasil pengukuran digunakan untuk

perhitungan potensi panas kondensor AC dengan cara berikut ini.

Tekanan uap jenuh dan tekanan uap air aktual dihitung dengan

menggunakan persamaan:

3.23727.17exp6108.0)(

+=°

TTTe ............................................................. (11)

)()( wetpsywetv TTTeP −−°= γ ............................................................... (12)

eo(T) adalah tekanan uap jenuh pada suhu udara (kPa), Pv adalah tekanan uap

aktual (kPa), eo(Twet) adalah tekanan uap jenuh pada suhu bola basah (kPa), Twet

adalah suhu thermometer bola basah (oC), T adalah suhu udara normal (suhu

thermometer bola kering) (oC) dan γpsy

)](/[100 TePRH v °×=

adalah konstanta psikrometri yang nilainya

0.06738 pada tekanan 1 atm (FAO 1998).

........................................................................ (13)

Kelembaban spesifik udara dapat dihitung dengan persamaan :

Data suhu, RH dan kecepatan udara dari kondensor AC dan lingkungan

Analisis potensi panas kondensor AC

Penentuan jumlah rak dan ukuran penampang ruang pengering

Penentuan jumlah bahan yang akan dikeringkan

Penentuan panjang ruang pengering

Dimensi dan ukuran ruang pengering

Mulai

Selesai

20

a

v

PP

×= 622,0ω .................................................................................. (14)

ω adalah kelembaban spesifik (kg/kg), Pa adalah tekanan udara tanpa uap air

(kPa) dan Pv

va PPP −=

adalah tekanan uap air pada suhu udara (kPal).

......................................................................................... (15)

P adalah tekanan atmosfir (kPa).

Entalpi udara sebelum dan sesudah melalui kondensor dihitung

menggunakan Persamaan berikut ini.

h = T+ω(2501+ 1,82T) ...................................................................... (16)

Entalpi (h) dinyatakan dalam kJ/kg udara kering udara dan T adalah suhu udara

dalam o

)18291()4,22082,0( ω+×+= TVs

C (sherwin 1996).

Volume spesifik udara yang keluar dari kondensor AC dihitung dengan

menggunakan persamaan:

................................................. (17)

Vs adalah volume spesifik udara (m3/kg udara kering) (Singh 2009).

Laju aliran udara keluaran kondensor dihitung dengan menggunakan persamaan:

AvDc ×= .......................................................................................... (18)

Dc adalah laju aliran udara (m3/detik), v adalah kecepatan aliran udara (m/detik)

dan A adalah luas penampang saluran udara keluaran kondensor AC (m2

)( ABs

C hhVD

Q −×=

).

Laju aliran panas yang dibawa oleh udara keluaran kondensor dihitung

dengan menggunakan persamaan:

............................................................................ (19)

Q adalah laju aliran panas (kJ/menit), hB adalah entalpi udara setelah mengalami

pemanasan (kJ/kg), hA

Penentuan Dimensi Ruang Pengering

adalah entalpi udara sebelum pemanasan (kJ/kg) (Taib et

al. 1987).

Aliran udara kondensor AC yang membawa panas diusahakan agar tidak

terhambat sehingga panas dapat tersalurkan dengan lancar. Upaya pemanfaatan

panas kondensor AC untuk pengeringan memerlukan luasan saluran udara dalam

ruang pengering yang minimal sama atau lebih besar dari saluran keluaran udara

pada kondensor AC supaya udara mengalir dengan lancar.

21

Sisi tepi samping rak dan penyanggah rak pengering akan mengurangi

luasan penampang untuk aliran udara. Perhitungan lebar penampang melintang

ruang pengering dilakukan dengan mempertimbangkan ukuran penampang rak,

penyanggah rak dan jumlah rak serta luas penampang saluran udara keluaran

kondensor AC. Perhitungan ukuran minimal penampang ruang pengering

dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut ini:

0)(2 =−×− ALSL ............................................................................ (20)

L adalah lebar penampang ruang pengering (cm), S adalah tinggi total seluruh rak

dengan penyanggahnya (cm) dan A adalah luas penampang saluran udara

keluaran kondensor AC (cm2

LnmKr

××

). Nilai L dapat diselesaikan dengan rumus ABC

atau dengan cara interasi.

Panjang ruang pengering ditentukan berdasarkan jumlah bahan yang akan

dikeringkan dan keperluan luasan rak untuk setiap kg bahan. Panjang rak

pengering ditentukan dengan persamaan:

Panjang rak = ........................................................................ (21)

Kr adalah keperluan luasan rak untuk setiap kg bahan (m2

iEFLIδ8

3

=

/kg), m adalah jumlah

bahan yang akan dikeringkan (kg).

Ukuran minimal nilai momen inersia batang rangka aluminium untuk

pembuatan rak pengering ditentukan dengan menggunakan Persamaan 22. Asumsi

yang digunakan adalah defleksi yang diijinkan tidak lebih dari L/125.

............................................................................................. (22)

I adalah momen inersia batang (m4), F adalah gaya dari beban total (N), L adalah

panjang batang (m), E adalah modulus elastisitas aluminium (7.1 x 1010 N/m2)

dan δi

EIFL8

3

=δ

adalah defleksi yang diijinkan.

Defleksi yang terjadi bila rak pengering dipegang dan diangkat pada

bagian tengahnya dengan beban berat rak itu sendiri beserta chips kentang yang

dikeringkan dapat dihitung dengan Persamaan 22. Asumsi yang digunakan adalah

kondisi kantilever dan beban terbagi rata.

.............................................................................................. (23)

22

δ adalah defleksi (m).

Defleksi yang terjadi pada rangka rak pada saat diletakkan di atas penyanggah rak

dalam ruang pengering dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini:

EI

FL

5384

3

=δ ........................................................................................ (24)

Asumsi yang digunakan adalah simple beam dan defleksi maksimal yang diijinkan

adalah L/250 (Ashby 2005; Gross et al. 2011; Shingley & Mischake 2001).

Pengujian Alat Pengering

Pengujian keseragaman suhu udara pada alat pengering dilakukan dalam

kondisi kosong tanpa beban pengeringan, sedangkan pengujian kinerja

pengeringan dilakukan dengan mengeringkan bahan berupa chips kentang.

Diagram alir pengujian alat pengering ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6 Diagram alir pengujian alat pengering

Pengujian Alat Pengering Tanpa Beban Pengeringan

A. Pengujian alat pengering pada kondisi kosong tanpa bahan dilakukan untuk

mengetahui suhu udara pada masing-masing rak dengan cara sebagai berikut:

Perbaikan dan modifikasi

Tidak

Perlakuan pengeringan tanpa pembalikan rak

Analisis data

Baik

Sebaran suhu?

Persiapan pengujian alat pengering

Selesai

Mulai

Penyiapan alat dan bahan untuk pengeringan

Perlakuan pengeringan dengan pembalikan rak

23

1. Memasang sensor thermocouple pada bagian depan ruang pengering sebanyak

tiga buah sensor pada masing-masing rak (Gambar 7).

2. Memasang sensor thermocouple pada udara lingkungan di antara kondensor

dan evaporator.

3. Memasang sensor thermocouple di bagian depan keluaran evaporator.

4. Memasang alat pengatur kecepatan kipas kondensor.

5. Menghubungkan sensor thermocouple ke data logger.

6. Menghidupkan dataloger.

7. Menghubungkan AC ke sumber listrik dan menghidupkannya.

8. Mengatur kecepatan kipas kondensor pada posisi kecepatan tinggi.

9. Mengaktifkan pencatatan data pada data logger setelah suhu yang terbaca

mulai stabil dengan set waktu pencatatan setiap 10 detik.

10. Menghentikan mode pencatatan data pada dataloger setelah 30 menit.

11. Mematikan AC.

12. Mengulangi prosedur 6 sampai 11 untuk ulangan ke 2.

13. Melakukan prosedur pengujian untuk kecepatan rendah dan ulangannya.

14. Melakukan prosedur pengujian untuk kipas pengganti dan ulangannya.

15. Mengulangi prosedur pengujian 1 sampai 14 untuk rak bagian tengah dan

untuk rak bagian belakang. Prosedur ini dilakukan karena jumlah sensor yang

ada pada data logger terbatas.

Gambar 7 Posisi sensor thermocouple pada masing-masing rak

B. Pengujian untuk mengetahui kebutuhan listrik dan energi kondensor AC yang

masuk dalam ruang pengering tanpa beban pengeringan dilakukan dengan

menggunakan prosedur sebagai berikut:

Rak 7 Rak 6 Rak 5

Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4

Posisi penempatan thermocouple

Dinding samping

Dinding atas

24

1. Memasang watt meter untuk mengukur kebutuhan energi listrik

2. Memasang pengatur kecepatan kipas kondensor.

3. Memasang thermocouple pada ujung kompresor AC, pada bagian depan

keluaran kipas kondensor, pada bagian depan keluaran kipas evaporator,

pada lingkungan antara evaporator dengan kondensor dan diatas rak 1, rak

4 dan rak 7.

4. Menghubungkan thermocouple ke data logger. Bagian yang memerlukan

suhu bola basah adalah suhu lingkungan, keluaran kondensor dan keluaran

evaporator.

Penempatan thermocouple untuk keluaran evaporator adalah tepat di

depan hembusan kipas evaporator, yang dipasang adalah thermocouple

untuk suhu bola kering dan thermocouple yang dijadikan termometer bola

basah. Demikian juga penempatan thermocouple untuk keluaran

kondensor. Penempatan sensor suhu dan suhu bola basah untuk udara

lingkungan adalah di antara evaporator dan kondensor seperti Gambar 8.

Gambar 8 Posisi penempatan sensor suhu bola basah dan suhu bola kering

Penempatan sensor suhu pada rak pengering ada 5 lokasi untuk rak

yang diberi sensor yaitu dua sensor pada bagian ujung depan masuknya

aliran udara ke rak, satu sensor pada bagian tengah rak dan dua sensor

pada bagian ujung belakang rak tepat saat aliran udara akan keluar ke

lingkungan (Gambar 9). Selanjutnya dapat diketahui suhu udara pada saat

memasuki rak, dan suhu udara setelah melalui rak.

Evaporator Kondensor Alat Pengering

Arah aliran udara Sensor suhu bola basah Sensor suhu bola kering

Lingkungan

25

Gambar 9 Posisi penempatan sensor thermocouple pada rak pengering

5. Menghidupkan AC dengan kecepatan kipas kondensor yang berbeda

untuk masing-masing perlakuan selama 40 menit pada setiap ulangan .

6. Mengukur kecepatan aliran udara yang melalui masing-masing rak

dengan anemometer pada lima bagian di lubang keluaran udara dari

ruang pengering (Gambar 10).

Gambar 10 Posisi pengukuran kecepatan aliran udara pada alat pengering

Pengujian alat pengering pada kondisi kosong hanya melibatkan satu

faktor dengan beberapa taraf yaitu faktor kecepatan udara saja yang akan

diubah yaitu: kecepatan tinggi, rendah dan kipas pengganti dan faktor

lingkungan diasumsikan tidak mempengaruhi sebaran suhu dalam ruang

pengering. Oleh karena itu percobaan pengujian kondisi kosong tanpa beban

pengeringan dilakukan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL)

sebanyak dua kali ulangan yang ditabulasikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Perlakuan pengujian kondisi kosong

Ulangan Perlakuan Kecepatan Aliran Udara Kondensor

Rak 7 Rak 6 Rak 5

Rak 1 Rak 2 Rak 3 Rak 4

Posisi pengukuran kecepatan udara

Dinding samping

Dinding atas

26

Kecepatan Tinggi Kecepatan Rendah Kipas Pengganti

1 KT1 KR1 KP1 2 KT2 KR2 KP2

Pengujian Alat Pengering dengan Beban Pengeringan Chip Kentang

Pengujian alat pengering dengan beban pengeringan chip kentang

dilakukan sebagai berikut:

1. Memasang thermocouple sebanyak 24 titik pengukuran pada posisi seperti

pengujian tanpa beban pengeringan prosedur B.

2. Mengupas dan membersihkan kentang kemudian memotongnya secara

melintang berbentuk chips dengan ketebalan 0.25 cm dan di blansing dengan

air panas selama 3 - 4 menit.

3. Memasukkan chips kentang ke dalam rak-rak pengeringan, masing-masing

sekitar 1.1 kg.

4. Mengambil sampel yang akan digunakan dari masing-masing rak kemudian

ditimbang beratnya masing-masing rak sebanyak 9 sampel yang meliputi 3

sampel dari bagian depan, 3 sampel dari bagian tengah dan 3 sampel dari

bagian belakang.

5. Memasukkan sampel kembali bersama bahan lainnya ke dalam rak pengering.

6. Menghidupkan dataloger dan mengaktifkan pencatatan data.

7. Menghidupkan AC dan proses pengeringan yang dimulai dengan kecepatan

tinggi.

8. Menimbang berat rak beserta bahan yang dikeringkan dan menimbang sampel

setiap 30 menit selama pengeringan hingga pengeringan berakhir (6 jam).

9. Mematikan AC setelah pengeringan selama 6 jam dan menghentikan mode

pencatatan data pada dataloger.

10. Melakukan prosedur 1 sampai 9 untuk kipas kondensor kecepatan tinggi yang

dikombinasi dengan pembalikan rak pada menit ke 150. Pembalikan rak

dilakukan dengan megubah posisi rak yaitu bagian rak yang semula di depan

diubah ke belakang (pembalikan arah 180o

11. Melakukan prosedur 1 sampai 10 untuk kecepatan kipas kondensor rendah dan

untuk perlakuan kipas pengganti.

).

27

Rancangan pengujian alat pengering untuk mengeringkan chips

kentang ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Rancangan pengujian alat untuk mengeringkan bahan

Perlakuan Kecepatan Tinggi Kecepatan Rendah Kipas Pengganti

Tanpa pembalikan rak KTA KRA KPA Dengan pembalikan rak KTB KRB KPB

Parameter Pengukuran

Data yang diukur dan diamati dalam pengujian antara lain meliputi:

1. Suhu dan kelembaban udara

Suhu dan kelembaban udara yang diukur diperlukan untuk mengetahui kondisi

udara dan nilai entalpi udara. Suhu dan kelembaban udara yang diukur adalah

udara lingkungan, keluaran kondensor dan keluaran evaporator.

2. Suhu udara pada rak pengering

Suhu masing-masing rak diukur untuk mengetahui kondisi sebaran suhu udara

pada rak pengering.

3. Laju aliran udara

Laju aliran udara diukur untuk mengetahui jumlah udara yang mengalir dalam

volume per satuan waktu. Laju aliran udara yang diukur adalah laju aliran

udara keluaran kondensor dan laju aliran udara keluaran evaporator.

4. Penurunan berat bahan

Penurunan berat bahan diukur untuk mengetahui laju pengeringan dan

perubahan kadar air pada setiap interval waktu pengamatan hingga proses

pengeringan selesai. Perubahan berat bahan selama pengeringan menjadi dasar

untuk perhitungan laju pengeringan, kadar air dan kebutuhan energi

pengeringan.

Analisis Data dan Perhitungan

Data suhu hasil pengujian kondensor AC dengan perlakuan kecepatan

aliran udara ditampilkan dalam grafik sehingga dapat diketahui pengaruh

kecepatan aliran udara terhadap suhu udara keluaran kondensor. Data suhu udara

untuk masing-masing bagian rak pengering pada pengujian kondisi kosong tanpa

beban pengeringan dihitung standar deviasinya dan SDR (Standar Deviasi Relatif)

28

untuk mengetahui keseragaman sebaran suhunya. Data penurunan berat bahan

digunakan untuk menghitung kadar air bahan dengan menggunakan Persamaan 2

dan 3. Kadar air dan laju pengeringan hasil pengujian dengan perlakuan kecepatan

aliran udara yang berbeda serta kombinasi dengan pembalikan rak ditampilkan

dalam bentuk grafik sehingga dapat diketahui hubungan antar waktu pengeringan

dengan laju pengeringan dan penurunan kadar air bahan pada masing-masing

perlakuan. Data kadar air hasil perlakuan dengan kecepatan aliran udara yang

berbeda diuji dengan menghitung standar deviasinya untuk mengetahui perbedaan

hasil pada masing-masing perlakuan dan untuk mengetahui keseragaman hasil

dari masing-masing rak pengering

Laju aliran panas keluaran kondensor dihitung menggunakan prosedur

persamaan 11 hingga 19. Perhitungan dilakukan dengan bantuan Microsoft Office

Excel. Energi yang dihasilkan kondensor dihitung dari perkalian laju aliran panas

dan waktu. Energi yang digunakan untuk pengeringan dihitung dari energi yang

digunakan untuk menguapkan kandungan air bahan. Energi untuk pengeringan

dan energi kondensor dibandingkan untuk mendapatkan nilai efisiensi

pengeringan pada masing masing perlakuan terhadap energi kondensor

menggunakan Persamaan 4. Efisiensi pengeringan terhadap energi listrik AC

diperoleh dengan membandingkan energi pengeringan dengan energi listrik yang

digunakan AC dengan persamaan:

t

pe W

Q=η 100 ....................................................................................... (25)

ηe adalah efisiensi pengeringan terhadap energi listrik (%), Qp adalah energi

pengeringan (kJ) dan Wt

WQ

COP C=

adalah energi listrik AC (kJ).

Kapasitas pendinginan AC dihitung berdasarkan nilai entalpi udara

sebelum memasuki evaporator dan setelah memasuki evaporator dengan

menggunakan prosedur persamaan seperti Persamaan 11 hingga 19. Koefisien

performansi pendinginan (COP) dihitung dengan persamaan berikut ini:

......................................................................................... (26)

QC adalah kapasitas pendinginan (kJ/detik) dan W adalah daya listrik AC

(kJ/detik). Standar deviasi dan SDR kapasitas pendinginan AC untuk semua

29

perlakuan pengeringan dihitung untuk mengetahui pengaruh perlakuan kipas

kondensor terhadap kapasitas pendinginan AC. Sedangkan nilai SMER

pengeringan dihitung menggunakan persamaan 5.

Analisis ekonomi dilakukan dengan menghitung nilai NPV menggunakan

Persamaan 9 dan BCR menggunakan Persamaan 10. Berdasarkan nilai tersebut

dapat diketahui kelayakan investasi alat pengering.