tesis_heat exchanger sebgai alat pengering ikan dengan panas gas buang mesin diesel
DESCRIPTION
Tesis_Heat exchanger sebgai alat pengering ikan dengan panas gas buang mesin dieselTRANSCRIPT
ANALISIS HEAT EXCHANGER
SEBAGAI ALAT PENGERING IKAN DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG
MESIN DIESEL
THE STUDY OF HEAT EXCHANGER AS A FISH DRYER EQUIPMENT
UTILISING THE HEAT OF EXHAUSTIVE GAS OF A DIESEL ENGINE
MUARDI
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2013
ii
ANALISIS HEAT EXCHANGER SEBAGAI ALAT PENGERING IKAN
DENGAN MEMANFAATKAN PANAS GAS BUANG MESIN DIESEL
TESIS
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Magister
Program Studi
Teknik Mesin
Disusun dan diajukan oleh
MUARDI
Kepada
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2013
iii
iv
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS
Yang bertanda tangan di bawah ini
Nama : Muardi
Nomor Mahasiswa : P2201209007
Program Studi : Teknik Mesin
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini
benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakan
pengambilalihan tulisan atau pemikiran orang lain. Apabila di kemudian
hari terbukti atau dapat dibuktikan bahwa sebagian atau keseluruhan tesis
ini hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan
tersebut.
Makassar, 07 Nopember 2013
Yang menyatakan
Muardi
v
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke khadirat Allah SWT, Tuhan yang
Maha Kuasa, atas Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga tesis ini dapat
penulis selesaikan meskipun banyak kendala yang penulis hadapi sejak
penyusunan proposal hingga penyelesaian tesis ini.
Tesis dengan judul “Analisis Heat Exchanger sebagai Alat
Pengering Ikan dengan Memanfaatkan Panas Gas Buang Mesin Diesel”
merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Pendidikan Magister
(S2) pada Program Pascasarjana Teknik Mesin Universitas Hasanuddin
Makassar.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang tinggi kepada Prof. Dr. Ir. Duma Hasan, D.E.A. sebagai
Ketua Komisi Penasehat dan Dr.-Ing. Ir. Wahyu H. Piarah, MSME.
sebagai Anggota Komisi Penasehat, atas arahan-arahan yang telah
diberikan selama penyusunan tesis ini, begitu pula kepada Tim Penguji
atas saran yang diberikan kepada penulis. Terima kasih pula penulis
sampaikan kepada Dr. Ir. Ganding Sitepu, Dipl. Eng. sebagai Kepala
Central Workshop Universitas Hasanuddin Makassar, Yasni Masandal,
S.T. sebagai Kepala Unit Fine Mekanik dan Muhammad Nasir, S.T.
sebagai Kepala Unit Perencanaan serta rekan-rekan di Central Workshop
Universitas Hasanuddin yang telah banyak membantu sejak pembuatan
hingga pengujian Heat Exchanger.
vi
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr.-Ing. Ir. Wahyu
H. Piarah, MSME. sebagai Dekan Fakultas Teknik dan Rafiuddin Syam,
S.T., M.Eng., Ph.D. sebagai Ketua Program Studi, Direktur, Bapak/Ibu
Dosen, Staf Program Studi Teknik Mesin Program Pascasarjana
Universitas Hasanuddin, dan seluruh teman-teman Pascasarjana Teknik
Mesin Angkatan 2009.
Terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Ayahanda dan
Ibunda, ayah dan ibu mertua, terlebih kepada istri tercinta, putra-putri
tersayang kakak dan adik-adikku yang telah memberikan dukungan,
motivasi dan doanya yang luar biasa sehingga penulis dapat
merampungkan tesis ini.
Akhir kata, semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Penulis mengharapkan kritik dan saran dalam pengembangan penelitian
selanjutnya.
Makassar, 07 Nopember 2013
Muardi
vii
viii
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..……………………………………………………… i
HALAMAN PENGAJUAN ……………………………………………….. ii
HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………… iii
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TESIS…………………………… iv
PRAKATA ……………………………………………………………….. v
ABSTRAK ………………………………………………………………… vii
ABSTRACT ……………………………………………………………….. vii
DAFTAR ISI ……………………………………………………………… ix
DAFTAR GAMBAR .…………………………………………………….. xi
DAFTAR LAMPIRAN TABEL …………………………………………… xii
DAFTAR LAMPIRAN GRAFIK ………………………………………… xiii
DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR ………………………………………… xiv
I. PENDAHULUAN ………………………………………………………. 1
A. Latar Belakang ……………………………………………………… 1
B. Rumusan Masalah …………………………………………………. 3
C. Tujuan Penelitian …………………………………………………… 3
D. Manfaat Penelitian ………………………………………………… 4
E. Batasan Masalah …………………………………………………. 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………… 6
A. Penukar Kalor (Heat Exchanger) ………………………………… 6
B. Klasifikasi Heat Exchanger ……………………………………… 6
C. Komposisi Gas Buang …………………………………………… 9
x
D. Prose Pembakaran Bahan Bakar ……………………………….. 9
E. Proses Pengeringan ……………………………………………… 10
F. Perhitungan Perpindahan Panas Pada Heat Exchanger ……. 15
III. METODOLOGI PENELITIAN ………………………………………… 23
A. Tempat Penelitian ………………………………………………… 23
B. Metode Pengumpulan Data …………………………………….. 23
C. Bahan dan Alat Penelitian ………………………………………. 23
D. Instalasi Pengujian ………………………………………………. 26
E. Prosedur Pengambilan Data …………………………………… 27
F. Diagram Alir Penelitian …………………………………………… 28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………….. 29
A. Analisa Perhitungan ……………………………………………….. 29
1. Perhitungan Pada Penukar Kalor …………………………….. 29
2. Perhitungan Proses Pengering ………………………………... 36
B. Pembahasan ……………………………………………………….. 38
1. Pemakaian Bahan Bakar dan Kalor Bahan Bakar ………….. 38
2. Laju Aliran Massa dan Efektifitas Heat Exchanger ..………. 39
3. Kalor Penguapan dan Efisiensi Pengeringan ………………. 39
4. Kadar Air Kering ……………………………………………….. 40
V. KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………………... 41
A. Kesimpulan …………………………………………………………. 41
B. Saran ………………………………………………………………… 42
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. 43
LAMPIRAN-LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1. Mesin Diesel ………………………………...……. 25
Gambar 3.2. Instalasi Pengujian ……………………………… 26
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian ….……………………… 28
Gambar 4.1. Proses Perpindahan Panas pada Pipa dan
TahananTermalnya ……………..…………… 30
xii
DAFTAR LAMPIRAN TABEL
Halaman
Tabel 1 Pengambilan data pada putaran mesin1600 rpm 45
Tabel 2 Pengambilan data pada putaran mesin1800 rpm 46
Tabel 3 Pengambilan data pada putaran mesin 2000 rpm 47
Tabel 4 Pengambilan data pada putaran mesin 2200 rpm 48
Tabel 5 Pengambilan data pada putaran mesin 2400 rpm 49
Tabel 6 Hasil perhitungan pada putaran mesin 1600 rpm 50
Tabel 7 Hasil perhitungan pada putaran mesin 1800 rpm 51
Tabel 8 Hasil perhitungan pada putaran mesin 2000 rpm 52
Tabel 9 Hasil perhitungan pada putaran mesin 2200 rpm 53
Tabel 10 Hasil perhitungan pada putaran mesin 2400 rpm 54
Tabel 11 Hasil perhitungan heat exchanger 55
Tabel 12 Sifat-sifat gas CO2 71
Tabel 13 Sifat-sifat Udara 71
Tabel 14 Sifat-sifat Thermodinamika dari Uap Air 72
xiii
DAFTAR LAMPIRAN GRAFIK
Halaman
Grafik 1 Konsumsi bahan bakar terhadap putaran 56
Grafik 2 Kalor bahan bakar terhadap putaran 56
Grafik 3 Laju aliran massa gas buang terhadap putaran 57
Grafik 4 Efektifitas heat exchanger terhadap putaran 57
Grafik 6 Kalor penguapan terhadap putaran 58
Grafik 5 Efisiensi pengeringan terhadap putaran 58
Grafik 7 Kadar air kering terhadap putaran 59
xiv
DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR
Halaman
Gambar 1 Pengambilan data berat sampel sebelum dipanaskan
pada putaran mesin1600 rpm 60
Gambar 2 Pengambilan data berat sampel sesudah dipanaskan
pada putaran mesin1600 rpm dan sebelum
dipanaskan pada putaran mesin1800 rpm 61
Gambar 3 Pengambilan data berat sampel sesudah dipanaskan
pada putaran mesin1800 rpm dan sebelum
dipanaskan pada putaran mesin 2000 rpm 62
Gambar 4 Pengambilan data berat sampel sesudah dipanaskan
pada putaran mesin 2000 rpm dan sebelum
dipanaskan pada putaran mesin 2200 rpm 63
Gambar 5 Pengambilan data berat sampel sesudah dipanaskan
pada putaran mesin 2200 rpm dan sebelum
dipanaskan pada putaran mesin 2400 rpm 64
Gambar 6 Pengambilan data berat sampel sesudah dipanaskan
pada putaran mesin 2400 rpm 65
Gambar 7 Pengambilan data putaran mesin 1600 rpm dan
putaran turbin/kompresor 66
Gambar 8 Pengambilan data putaran mesin 1800 rpm dan
putaran turbin/kompresor 66
xv
Gambar 9 Pengambilan data putaran mesin 2000 rpm dan
putaran turbin/kompresor 67
Gambar 10 Pengambilan data putaran mesin 2200 rpm dan
putaran turbin/kompresor 67
Gambar 11 Pengambilan data putaran mesin 2400 rpm dan
putaran turbin/kompresor 68
Gambar 12 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar
heat exchanger dan kecepatan udara keluar alat
pengering pada putaran mesin 1600 rpm 68
Gambar 13 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar
heat exchanger dan kecepatan udara keluar alat
pengering pada putaran mesin 1800 rpm 69
Gambar 15 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar
heat exchanger dan kecepatan udara keluar alat
pengering pada putaran mesin 2000 rpm 69
Gambar 16 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar
heat exchanger dan kecepatan udara keluar alat
pengering pada putaran mesin 2200 rpm 70
Gambar 16 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar
heat exchanger dan kecepatan udara keluar alat
pengering pada putaran mesin 2400 rpm 70
Gambar 14 Diagram psikrometrik 73
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Berdasarkan Hukum Thermodinamika bahwa Energi tidak dapat
diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energy dapat diubah
kedalam bentuk energi yang lain misalnya energi kimia yang ada di dalam
bahan bakar diubah menjadi energi panas dan energi panas itu diubah
menjadi energi mekanis pada mesin kalor.
Pemanfaatan energi bahan bakar pada mesin selalu diupayakan
agar berdaya guna tinggi, sebab energi yang dapat digunakan oleh mesin
Diesel sebagai penggerak hanya sepertiga dari hasil pembakaran bahan
bakar didalam silinder. Selebihnya energi bahan bakar tersebut terbuang
melalui dinding silinder, gas buang, minyak pelumas dan air pendingin.
Gas buang yang keluar melalui saluran gas buang mempunyai
temperatur yang cukup tinggi, energi tersebut cukup potensial digunakan
sebagai sumber energi panas untuk memanaskan udara dengan
menggunakan Heat Exchanger, sehingga udara panas yang keluar dari
Heat Exchanger dapat diaplikaskan sebagai pengering antara lain : ikan,
daging, buah-buahan serta dapat diaplikasikan sebagai pemanas
ruangan.
Berbagai penelitian yang berhubungan dengan alat pengering telah
dilakukan diantaranya:
2
Ihsan Nurhabibi : melakukan penelitian pemanfaatan energi arang batok
kelapa untuk pengeringan kakao pada alat pengering type rak dari hasil
penelitian bahwa untuk mengeringkan kakao yang telah difermentasi
dengan kadar air 54% mencapai kadar air 7% dibutuhkan waktu
pengeringan selama 7 jam, energy yang dihasilkan arang batok kelapa
rata-rata 26,73 kJ/jam
Achmad Hasan: melakukan penelitian pemanfaatan langsung sumber
energi panas bumi untuk pengering kakao dari hasil penelitian untuk
mengeringkan 100 kg kakao dibutuhkan waktu selama 24 jam.
Ismail Thamrin: melakukan penelitian rancang bangun alat pengering ubi
kayu type rak dengan memanfaatkan energy surya, dari hasil penelitian
bahwa efisiensi alat 61,47% untuk menurunkan kadar air ubi kayu dari
38% menjadi ± 14 %
Ekadewi A. Handoyo, dkk : melakukan penelitian desai dan pengujian
system pengering ikan bertenaga surya dari hasil penelitian untuk
menurunkan kadar air ikan dari 60 % menjadi 38 % dibutuhkan waktu 6
jam.
Alat pengering banyak digunakan para nelayan tradisional untuk
mengeringkan hasil tangkapannya. Alternatif ini dilakukan karena
biasanya mereka melaut selama beberapa minggu bahkan berbulan-
bulan.
3
Pada prinsipnya alat pengering surya dapat dimanfaatkan pada kapal-kapal
nelayan untuk mengawetkan hasil tangkapannya. Solusi lain yang akan diupayakan
adalah pengering ikan dengan memanfaatkan energi panas gas buang mesin yang
digunakan sebagai penggerak kapal nelayan.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka perlu dilakukan suatu penelitian dengan
judul “Analisis Heat Exchanger Sebagai Alat Pengering Ikan dengan Memanfaatkan
Panas Gas Buang Mesin Diesel” .
B. Rumusan masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang diatas, maka dapat
dirumuskan permasalahan yaitu :
Bagaimana pegaruh prestasi mesin Diesel terhadap efektivitas heat
exchanger aliran silang (Cross Flow) dengan memanfaatkan panas gas
buang mesin Diesel.dan efisiensi pengeringan.
C. Tujuan Penelitian
Sesuai dengan permasalahan yang di rumuskan maka tujuan yang
ingin dicapai pada penelitian ini adalah: Mengetahui pegaruh prestasi
mesin Diesel terhadap efektivitas heat exchanger aliran silang (Cross
Flow) dengan memanfaatkan panas gas buang mesin Diesel dan efisiensi
pengeringan
4
D. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Memberikan hasil ataupun informasi bagi kalangan Peneliti mengenai heat
exchanger tipe aliran silang (Cross Flow)., sebagai acuan untuk
mengembangkan penelitian pada bidang alat penukar kalor dan Motor
Bakar.
2. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan oleh masyarakat dan
pemerintah dalam meningkatkan pendayagunaan energi panas yang
terbuang dari hasil proses pembakaran bahan bakar.
E. Batasan Masalah
Mengingat banyaknya permasalahan yang dapat diteliti pada
pengaruh prestasi mesin terhadap heat exchanger dengan memanfaatkan
panas gas buang mesin Diesel, maka penelitian dibatasi pada hal-hal
sebagai berikut :
1. Mesin yang digunakan adalah mesin Diesel empat langkah dengan
jumlah silinder satu
2. Menghitung seberapa besar perpindahan panas yang terjadi didalam
kotak heat exchanger.
3. Penelitian dilakukan dengan variasi putaran mesin yaitu pada
putaran 1600, 1800, 2000, 2200 dan 2400 rpm guna mengetahui
efektivitas dari heat exchanger.
5
4. Obyek yang dijadikan sampel dalam penelitian ini adalah
menurunkan kadar air dari ikan bandeng.
5. Sampel yang digunakan pada setiap putaran adalah sama.
6. Pengambilan data dilakukan secara eksperimental di laboratorium
7. Perhitungan dilakukan pada heat exchanger dan pengering
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Penukar Kalor (Heat Exchanger)
Penukar kalor adalah suatu alat yang menghasilkan perpindahan
panas dari suatu fluida ke fluida lain. Jenis penukar kalor sederhana ialah
sebuah wadah dimana fluida panas dan fluida dingin dicampur secara
langsung.
Jenis lain yang banyak digunakan adalah penukar kalor dimana
fluida panas dan fluida dingin dipisahkan oleh suatu dinding atau sekat,
jenis penukar kalor ini disebut rekuperator. Alat ini terdapat dalam
beberapa bentuk diantaranya rangkaian pipa atau plat tipis.
Fluida panas yang mengalir di luar dinding pipa akan memindahkan
energi panasnya pada fluida dingin didalam pipa Heat Exchanger (HE)
melalui tiga metode yaitu konduksi, konveksi dan radiasi.
Perpindahan panas terjadi akibat adanya perbedaan temperatur
pada satu atau dua media. Perpindahan panas di analisa dengan
menggunakan Hukum kekekalan energi, maka analisa perpindahan panas
dapat dilakukan dengan menggunakan kontrol volume yang dilewati oleh
energi.
B. Klasifikasi Heat Exchanger
Heat Exchanger dirancang serta dibuat dalam berbagai keperluan,
ukuran, tipe, bentuk dan pengaturan aliran. Adapun klasifikasi dari Heat
Exchanger tersebut antara lain :
7
1. Klasifikasi berdasarkan proses perpindahan kalor
Berdasarkan proses perpindahan kalor yang berlangsung maka Heat
Exchanger dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Heat Exchanger secara langsung, yaitu Heat Exchanger yang
dirancang dimana fluida panas maupun fluida dingin berhubungan
secara langsung tanpa adanya sekat yang didesain secara khusus
untuk keperluan-keperluan aplikasi tertentu.
b. Heat Exchanger yang tidak langsung, yaitu Heat Exchanger yang
dirancang dimana fluida panas tidak berhubungan langsung
(Undirect Contact) dengan fluida dingin. Kedua fluida dipisahkan
oleh suatu wadah berupa dinding rata sederhana atau juga
merupakan konfigurasi rumit yang melibatkan lintasan-lintasan
rangkap, sirip/fin, Heat Exchanger jenis ini biasanya disebut
dengan Recuperator.
2. Klasfikasi berdasarkan konstruksi
Berdasarkan konstruksinya Heat Exchanger dapat dibagi :
a. Saluran Pengubah Panas (Tubular Heat Exchanger)
Bagian utama Heat Exchanger ini adalah rangkaian pipa,
selongsong, bagian depan dan bagian belakang serta. sekat-sekat
yang digunakan untuk mendukung pipa sehingga fluida mengalir
dengan normal ke pipa-pipa.
8
b. Heat Exchanger Tipe Plat (Plate Heat Exchanger)
Heat Exchanger tipe plat, biasanya terbuat dari logam tipis dengan
permukaan rata yang tersusun atas beberapa plat dengan jarak
tertentu sebagai lintasan aliran fluida.
c. Heat Exchanger Tipe Plat Sirip.
Tipe Plat sirip umum digunakan pada Heat Exchanger gas ke gas,
dengan tekanan tidak lebih dari 10 atmosfir (1000 kPa).
Temperatur operasi maksimumnya berkisar 800°C.
d. Heat Exchanger Tipe Pipa Sirip (Tube Fin Heat Exchanger).
Untuk Pengoperasian tekanan tinggi digunakan tipe pipa sirip.
Pipa sirip pada alat Heat Exchanger digunakan pada Turbin gas,
Nuklir, bahan bakar, automobil, pesawat udara, kulkas dan lain-
lain.
3. Klasifikasi berdasarkan aliran fluida
Berdasarkan aliran fluida panas dan fluida dingin Heat Exchanger
dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Aliran Searah (Pararel Flow)
b. Aliran Berlawanan (Counter Flow)
c. Aliran Silang (Cross Flow).
d. Penggabungan beberapa aliran ( Multi Flow )
4. Klasifikasi berdasarkan mekanisme perpindahan kalor
Mekanisme perpindahan panas dapat menyangkut kombinasi dari
keadaan berikut di bawah ini:
9
1. Konveksi paksa atau bebas satu fase (Single-phase forced or
free convection).
2. Perubahan fase ( pendidihan atau kondensasi).
3. Radiasi atau penggabungan Konveksi dan radiasi.
C. Komposisi Gas Buang
Gas buang mesin diesel secara umum mengandung beberapa unsur
antara lain karbon dioksida, uap air (H20) dan nitrogen, serta memiliki
perbandingan sebagai berikut :
Carbon Dioksida ( CO2 ) 12,61 %
Uap Air (H2O) 13,87 %
Nitrogen (N2) 73,52 %
Berdasarkan data di atas, maka dapat ditentukan massa jenis gas
buang ρgas. (kg/m3) dan panas, jenis gas buang Cp (kJ/kg.0C)
D. Proses Pembakaran Bahan Bakar
Proses pembakaran yang baik adalah melepaskan seluruh panas
yang terdapat dalam bahan bakar, hal ini dapat terjadi bila didukung
dengan pengontrolan variabel penunjang pembakaran yaitu :
1. Turbulensi atau pencampuran oksigen dan bahan bakar yang baik.
2. Temperatur yang cukup tinggi untuk proses penyalaan dan menjaga
agar pembakaran tetap konstan dan berlanjut.
3. Waktu yang cukup untuk proses pembakaran.
10
E. Proses Pengeringan
Ikan merupakan bahan makanan yang banyak dikonsumsi
masyarakat selain sebagai komoditi ekspor. Ikan cepat mengalami proses
pembusukan dibandingkan dengan bahan makanan lain. Bakteri dan
perubahan kimiawi pada ikan mati menyebabkan pembusukan. Mutu
olahan ikan sangat tergantung pada mutu bahan mentahnya.
Tanda ikan yang sudah busuk:
a. Mata suram dan tenggelam
b. Sisik suram dan mudah lepas
c. Warna kulit suram dengan lendir tebal
d. Insang berwarna kelabu dengan lendir tebal
e. Dinding perut lembek
f. Warna keseluruhan suram dan berbau busuk
Tanda ikan yang masih segar:
a. Daging kenyal
b. Mata jernih menonjol
c. Sisik kuat dan mengkilat
d. Sirip kuat
e. Warna keseluruhan termasuk kulit cemerlang
f. Insang berwarna merah
g. Dinding perut kuat
h. Bau ikan segar
11
Ikan merupakan salah satu sumber protein hewani yang banyak
dikonsumsi masyarakat, mudah didapat, dan harganya murah. Namun
ikan cepat mengalami proses pembusukan. Oleh sebab itu pengawetan
ikan perlu diketahui semua lapisan masyarakat. Pengawetan ikan secara
tradisional bertujuan untuk mengurangi kadar air dalam tubuh ikan,
sehingga tidak memberikan kesempatan bagi bakteri untuk berkembang
biak. Untuk mendapatkan hasil awetan yang bermutu tinggi diperlukan
perlakukan yang baik selama proses pengawetan seperti: menjaga
kebersihan bahan dan alat yang digunakan, menggunakan ikan yang
masih segar, serta garam yang bersih. Ada bermacam-macam
pengawetan ikan, antara lain dengan cara: penggaraman, pengeringan,
pemindangan, perasapan, peragian, dan pendinginan ikan.
Tabel Komposisi Ikan Segar per 100 gram Bahan
KOMPONEN KADAR (%)
Kandungan Air 76,00 Protein 17,00 Lemak 4,50 Mineral dan vitamin 2,52-4,50
Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa ikan mempunyai nilai protein
tinggi, dan kandungan lemaknya rendah sehingga banyak memberikan
manfaat kesehatan bagi tubuh manusia.
Menurut Hadiwiyoto (1993) ikan segar mempunyai kadar air sekitar
50 % - 80 % yang merupakan komponen penyusun terbesar, kemudian
disusul protein dan lemak
12
.
Pengeringan ikan bertujuan untuk mengurangi kadar air yang ada
didalam daging ikan sampai kegiatan mikroorganisme pembusuk serta
enzim yang meyebabkan pembusukan terhenti. Akibatnya ikan dapat
disimpan cukup lama sebagai bahan makanan. Pengeringan ikan ini
umumnya disertai dengan penggaraman sehingga ikan kering itu terasa
asin. Maksud penggaraman sebelum ikan dikeringkan yaitu untuk
menyerap kadar air dari permukaan ikan dan mengawetkannya sebelum
tercapai tingkat kekeringan serta dapat menghambat aktivitas
mikroorganisme selama proses pengeringan berlangsung.
Batas kadar air yang diperlukan dalam tubuh ikan kira kira 20 –
35 % agar perkembangan mikroorganisme pembusuk bisa terhenti.
Secara umum tujuan pengeringan ikan ialah:
1. Untuk mengawetkan ikan dengan cara menurunkan kadar air
didalamnya.
2. Untuk mengurangi volume dan berat ikan yang ditangani sehingga
biaya penganggkutan dan penyimpanan menurun.
3. Untuk meningkatkan kenyamanan dalam penggunaan (pada
beberapa jenis produk tertentu pengeringan dikombinasi dengan
instanisasi).
Untuk memperoleh kualitas pengeringan yang bagus, ada beberapa
parameter yang harus dikontrol selama proses pengeringan, yaitu
kecepatan aliran udara, temperatur udara pengering dan kelembaban
relatif udara.
13
1. Kecepatan Aliran Udara
Kecepatan aliran udara yang tinggi dapat mempersingkat waktu
pengeringan. Kecepatan aliran udara yang disarankan untuk
melakukan proses pengeringan antara 1,5–2,0 m/s.
Disamping kecepatan, arah aliran udara juga memegang peranan
penting dalam proses pengeringan. Arah aliran udara pengering yang
sejajar dengan produk lebih efektif dibandingkan dengan aliran udara
yang datang dalam arah tegak lurus produk.
2. Temperatur Udara
Secara umum, temperatur udara yang tinggi akan menghasilkan
proses pengeringan yang lebih cepat. Namun temperatur pengeringan
yang lebih tinggi dari 50oC harus dihindari karena dapat menyebabkan
bagian luar produk sudah kering, tapi bagian dalam masih basah.
Khusus untuk ikan, temperatur pengeringan yang dianjurkan antara
40–50 oC.
3. Kelembaban Relatif, RH
Pengeringan umumnya dilakukan pada kelembaban relatif yang
rendah. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kecepatan difusi air.
Kelembaban relatif yang rendah di dalam ruang pengering dapat
terjadi jika udara pengering bersirkulasi dengan baik dari dalam ke
luar ruang pengering, sehingga semua uap air yang diperoleh setelah
kontak dengan produk langsung dibuang ke udara lingkungan.
14
Lama waktu pengeringan tergantung pada banyak faktor, antara lain
ukuran dan ketebalan ikan, temperatur pengering, kelembaban relatif
udara, kecepatan udara pengering dan total beban pengeringan.
Pada proses pengeringan terjadi dua proses, yaitu:
1. Proses perpindahan panas, yaitu suatu proses yang terjadi karena
perbedaan temperatur, panas yang dialirkan akan meningkatkan suhu
bahan sehingga tekanan uap air didalam bahan lebih tinggi dari
tekanan uap air di udara.
2. Proses perpindahan massa, yaitu suatu proses yang terjadi karena
kelembapan relatif udara pengering lebih rendah dari kelembaban
relatif bahan.
Kadar air ikan dapat ditentukan berdasarkan bobot basah dan bobot
kering. Kedua cara ini memungkinkan untuk menghitung kadar air dalam
proses pengeringan.
Adapun prosentase kadar air basis basah dirumuskan sebagai
berikut:
(2.1)
Adapun prosentase kadar air basis kering dirumuskan sebagai
berikut :
( )
(2.2)
dimana :
= Massa air dalam bahan (kg)
= Massa padatan (kg)
15
Jumlah air yang menguap
dimana :
= berat bahan awal/basah (kg)
berat bahan akhir/kering (kg)
(2.3)
Dan energi yang digunakan untuk menguapkan air dihitung dengan
persamaan sebagai berikut:
(2.4)
dimana:
= Massa air yang menguap ( kg )
= Entalpi penguapan pada temperatur rata-rata (kJ/kg)
Energi yang diabsorb udara dihitung dengan menggunakan persamaan:
( ) (2.5)
Efisiensi pengeringan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
(2.6)
F. Perhitungan Perpindahan Panas pada Heat Exchanger
1. Perpindahan panas konduksi
Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu (temperature gradient),
maka akan terjadi perpindahan energi dari bagian bersuhu tinggi ke
bagian bersuhu rendah di dalam suatu medium (padat, cair, dan gas)
atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan
secara langsung.
16
Dalam aliran panas konduksi, perpindahan energi terjadi karena
hubungan molekul secara langsung tanpa adanya perpindahan
molekul yang cukup besar. Menurut teori kinetik, suhu elemen suatu
zat sebanding dengan energi kinetik rata-rata molekul-molekul yang
membentuk elemen itu. Konduksi adalah satu-satunya mekanisme
dimana panas dapat mengalir dalam zat padat yang tidak tembus
cahaya.
Berdasarkan hukum kedua termodinamika panas akan mengalir
secara otomatis dari titik yang bersuhu lebih tinggi ke titik yang
bersuhu lebih rendah, maka aliran panas akan menjadi positif bila
gradien suhu negatif.
Persamaan dasar konduksi satu dimensi dalam keadaan steady
adalah
(2.7)
dimana :
= laju aliran panas konduksi ( Watt)
= konduktifitas termal bahan (W/m K)
= luas penampang yang tegak lurus terhadap arah aliran panas (m2)
= gradien suhu pada penampang (K)
= jarak dalam arah aliran panas (m)
17
2. Perpindahan Panas Konveksi
Konveksi adalah proses transport energi dengan kerja gabungan dari
konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur,
konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energi
antara permukaan benda padat , cairan dan gas (Frank Kreiht 1991).
Perpindahan energi dengan cara konveksi dari suatu permukaan yang
suhunya diatas suhu fluida sekitarnya berlangsung dalam beberapa
tahap, pertama panas akan mengalir dengan cara konduksi dari
permukaan ke partikel-partikel fluida yang berbatasan. Energi yang
berpindah dengan cara demikian akan menaikan suhu dan energi
dalam partikel-partikel fluida ini.
Perpindahan panas konveksi diklasifikasikan dalam konveksi bebas
(free convection) dan konveksi paksa (forced convection). Jika
gerakan fluida berlangsung semata-mata sebagai akibat
dariperbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradien suhu maka
prosesnya disebut konveksi bebas. Dan jika gerakan fluida itu
disebabkan oleh suatu alat dari luar seprti pompa atau kipas maka
prosesnya disebut konveksi paksa (Frank Kreiht 1991).
q = h (Tw – Tf) (2.8)
Dan perpindahan panas konveksi dari fluida panas ke dinding dingin
dapat ditulis sebagai berikut :
q = h. A.(Tf – Tw) (2.9)
18
dimana :
q = laju aliran panas konveksi (Watt)
A = luas penampang yang tegak lurus terhadap arah aliran panas (m2)
h = koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2 K)
Tw = temperatur permukaan (K)
Tf = temperatur fluida dingin (K)
3. Perpindahan panas radiasi
Radiasi adalah proses dimana panas mengalir dari banda yang
bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah bila benda-benda itu
terpisahkan di dalam ruang, bahkan bila terdapat ruang hampa
diantara benda-benda tersebut.
Semua benda memancarkan panas radiasi secara terus- menerus.
Intensitas pancaran tergantung pada suhu dan sifat permukaan.
Energi radiasi bergerak dengan kecepatan cahaya ( 3 x 108 m/s) dan
gejala-gejalanya menyerupai radiasi cahaya. Menurut teori
elektromagnetik, radiasi cahaya dan radiasi termal hanya berbeda
dalam panjang gelombang masing-masing.
Hukum Stefan-Boltzmann yang fundamental menyatakan
q = σ A T4 (2.10)
dimana :
A = Luas permukaan (m2)
σ = konstanta Stefan-Boltzmann ( 5,67 x 10-8
W/m2K
4)
T = Suhu absolut (K)
19
4. Koefisien perpindahan panas menyeluruh
Koefisien perpindahan panas menyeluruh yang terjadi pada, sebuah
pipa kuningan Heat Exchanger dapat dihitung dengan metode
membagi beda suhu menyeluruh atau total dengan jumlah besanya
tahanan thermal pada pipa kuningan yang terjadi, dimana aliran panas
menyeluruh sebagai basil gabungan proses konduksi dan konveksi
bisa dinyatakan dengan koefisien perpindahan panas menyeluruh.
Koefisien perpindahan panas menyeluruh dapat dirumuskan dalam
suatu hubungan persamaan:
Atau
( ) ( )
(
) (
)
Jika jari-iari (r) dinyatakan dalam diameter pipa (d), dimana r = d/2,
maka persamaan diatas menjadi : (J.P. Holman Hal. 482 )
( ) (
)
(
) (
)
(2.11)
5. Logaritmic Mean Temperture Difference ( LMTD ).
Akibat dari perbedaan temperatur fluida yang mengalir dalam suatu
Heat Exchanger pada setiap panjang lintasannya menyebabkan
analisa perpindahan panas menjadi sangat kompleks. Untuk itu
20
dibutuhkan sebuah metode dalam menyelesaikan masalah ini, yang
biasa kita sebut sebagai Metode Logaritmic Mean Temperature
Difference (LMTD). Evaluasi Perbedaan temperatur rata-rata pada
sebuah Heat Exchanger, dengan bentuk aliran silang.
( ) ( )
( ) ( )
(2.12)
6. Perpindahan panas
Perpindahan panas terjadi pada saat fluida dingin maupun fluida
panas mengalir didalam Heat Exchanger . Pada Heat Exchanger
temperatur fluida dingin dan fluida panas pada saat masuk maupun
keluar tidak sama.
Dengan asumsi bahwa nilai kapasitas panas spesifik (Cp) fluida dingin
dan panas adalah konstan, tidak ada kehilangan kalor ke lingkungan
serta keadaan steady , maka kalor yang dipindahkan : (J.P. Holman Hal. 490 )
Qgas = UTotal . A. LMTD (2.13)
7. Metode Analisa Efektivitas – NTU
Pendekatan LMTD dalam analisa Heat Exchanger berguna bila
temperatur masuk dan temperatur keluar diketahui, sehingga LMTD
dapat dengan mudah dihitung, dan aliran kalor, luas permukaan, dan
koefisien perpmdahan panas menyeluruh dapat ditentukan. Jika
dalam perencanaan suhu masuk dan suhu keluar tidak diketahui maka
analisa kita akan melibatkan prosedur interasi karena LMTD itu
hanyalah merupakan suatu fungsi logaritma.
21
Dalam hal demikian, analisa akan lebih mudah dilaksanakan dengan
menggunakan metode yang berdasarkan analisa efektivitas Heat
Exchanger dalam memindahkan sejumlah kalor tertentu. Metode
efektivitas ini juga memiliki beberapa keuntungan untuk menganalisa
soal-soal dimana kita harus membandingkan berbagai jenis Heat
Exchanger guna memilih jenis yang terbaik dalam proses
perpindahan panas.
Efektivitas Heat Exchanger didefinisikan sebagai berikut : (J.P. Holman Hal.
498 )
(2.14)
Untuk menghitung efektivitas Heat Exchanger aliran cross flow
dinyatakan dengan persamaan : (J.P. Holman Hal. 507)
[ ( ( ) )
( ) ]
(2.15)
(2.16)
(2.17)
(2.18)
22
8. Energi panas yang dilepaskan oleh gas buang
Gas buang yang dihasilkan pada proses pembakaran motor Diesel
masih memiliki energi panas yang bisa dimanfaatkan. Besarnya
energi yang dilepaskan oleh gas buang dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan:
(2.19)
laju aliran massa gas buang yang masuk pada Heat Exchanger
dapat diperoleh dengan persamaan :
(2.20)
Dimana : = luas penampang pipa yang dialiri gas buang
= kecepatan gas buang
ρ gb = massa jenis gas buang
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Central Workshop Universitas
Hasanuddin Makassar.
B. Metode Pengumpulan data
Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini
adalah dengan cara sebagai berikut :
1. Pembuatan heat exchanger
2. Pengambilan data pada pengujian heat exchanger
3. Studi kepustakaan.
C. Bahan dan Alat Penelitian
1. Bahan
Adapun bahan yang akan digunakan adalah sebagai berikut :
a. Plat Aluminium, plat besi, plat kuningan dan plat stainless.
b. Baut dan mur dari beberapa ukuran, paku keeling.
c. Batang poros untuk menghubungkan turbin dan kompresor.
d. Besi siku, pipa tembaga, pipa kuningan dan pipa besi.
e. Isolator (kain asbes), glasswool, selang karet.
f. Stop kran, elbow, double naple, water moor, dan over shock
dari berbagai ukuran.
g. Alkohol 95%.
24
2. Alat
Adapun alat-alat yang akan digunakan pada penelitian ini
sebagai berikut :
a. Palu, gergaji, gunting seng, Pistol paku keling, kuas cat,
paku keling, meteran, bor, gerinda, alat pembengkok pipa
(swiging), kunci-kunci (pas, ring), obeng plus dan minus.
b. Las listrik, tang jepit, ragum dan meja kerja
c. Termokopel.
Type K. THC 05010
Type K. RS 158-525 Range -100°C to +750°C
d. Thermometer
Merek TEGAM 871 DIGITAL THERMOMETER Made in
U.S.A.
e. Tachometer digital
Optikal Tachometer TM -2011
f. Timbangan digital
Merek JEULIN Rep: 701-056 Cap: 400 g Grad: 0,1 g
g. Anemometer
Merek Lutron AM -4200 Range: 0-30,0 m/s
h. Turbin dan kompresor
i. Heat Exchanger
j. Alat pengering (oven)
k. Motor Diesel.
25
Gambar 3.1. Mesin Diesel
Adapun spesitikasi motor diesel tersebut adalah sebagai berikut:
1. Merek : Mitsubishi
2. Type : 4 Stroke
3. Daya : 15,5 Hp
4. Putaran : 2400 rpm
5. Jumlah silinder : 1 silinder
6. Volume silinder : 856 cc
7. Diameter bore x langkah : 102 x 105 mm
8. Perbandingan kompresi : 17,8
9. System penyalaan : Engkol manual
26
D. Instalasi Pengujian
5
4
7
6
3
2
1
T K
Mesi
n
Gambar 3.2. Instalasi Pengujian
Keterangan :
1. Temperatur gas buang masuk turbin
2. Temperatur gas buang keluar turbin
3. Temperatur gas buang keluar heat exchanger
4. Temperatur udara masuk kompresor
5. Temperatur udara keluar kompresor
6. Temperatur udara keluar heat exchanger
7. Teperatur udara keluar alat pengering
27
E. Prosedur Pengambilan Data.
Setelah semua komponen-komponen dari alat Heat Exchanger
terpasang pada tempatnya maka langkah selanjutnya adalah :
1. Menyambung pipa exhaust dari mesin Diesel ke turbin.
2. Menghidupkan Mesin Diesel dengan kondisi normal.
3. Memasang alat Termokopel pada ke-7 titik
4. Menaikan putaran mesin dengan menyetel pembukaan katup hingga
diperoleh putaran mesin 1600 rpm.
5. Mencatat data-data diantaranya temperatur dan kecepatan gas buang,
udara, putaran mesin serta menimbang sampel ikan sebelum dan
sesudah dikeringkan.
6. Mengulangi prosedur point 4 dan 5 untuk putaran mesin 1800 rpm,
2000 rpm, 2200 rpm dan 2400 rpm.
28
F. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Selesai
Desain Alat Uji
Tidak Baik
Pembuatan Komponen
Heat Exchanger
Perakitan Komponen
Heat Exchanger
Pengujian Heat Exchanger
Persiapan Bahan & Alat
Kesimpulann
Analisis
Data
Baik
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Perhitungan
1. Perhitungan pada penukar kalor
Perhitungan ini dilakukan pada temperatur rata-rata dan sebagai
contoh perhitungan diambil data pada putaran mesin 2000 rpm
dengan data sebagai berikut:
1. Temperatur gas masuk turbin (T1) = 178,6 0C
2. Temperatur gas keluar turbin (T2) = 148,8 0C
3. Temperatur gas keluar heat exchanger (T3) = 95,92 0C
4. Temperatur udara masuk kompresor (T4) = 39,53 0C
5. Temperatur udara keluar kompresor (T5) = 43,82 0C
6. Temperatur udara keluar heat exchanger (T6) = 90,22 0C
7. Temperatur udara keluar alat pengering (T7) = 46,57 0C
8. Diameter pipa luar (do ) = 2,72 cm
9. Diameter pipa dalam (di ) = 2,54 cm
10. Pipa kuningan dengan (k) = 128 W/m 0C
11. Kecepatan gas buang = 10,7 m/s
12. Kecepatan udara keluar alat pengering = 1,8 m/s
13. Kebutuhan bahan bakar = 1,4 liter
30
a. Seksi Gas Buang (fluida panas) diluar pipa
Koefisien perpindahan panas pada gas buang (hi)
merupakan perpindahan panas secara konveksi paksa yang
dapat dihitung dengan menggunakan temperatur film gas buang
(Tg). Dimana temperatur film gas buang dapat diperoleh dari
rata-rata temperatur borongan gas buang dengan temperatur
dinding pipa pada destilator.
Gambar 4.1. Proses perpindahan panas pada pipa dan tahanan
thermalnya
1. Temperatur borongan gas buang :
( )
( )
Komposisi gas buang diasumsikan adalah karbon dioksida
(CO2), maka sifat-sifat fisik dapat dievaluasi pada temperatu
Tf = 122,36 oC sebagai berikut :
ρ = 1,3604 kg/m3 µ = 19,12 x 10-6 kg/m.s
Cp = 0,9381 kJ/ kg 0C Pr = 0,7396 Prs = 0,742
k = 0,0242 W/ m 0C v = 14,09 x 10-6 m2/.s
q
Ra Ro
Ta
Ri
Tg
Tu do di
L
Tg
31
2. Laju aliran massa gas buang
3. Bilangan Reynolds
( )
Dimana :
Sp = Sn = 4,1 cm = 0,041 m
4. Bilangan Nuselt
Bilangan Nuselt untuk konveksi paksa aliran silang melintasi
rangkunan tabung / pipa menggunakan persamaan berikut :
( )
32
Dimana :
( ) ( ) (
)
5. Koefisien perpindahan panas
b. Seksi udara (fluida dingin) di dalam pipa
Koefisien perpindahan panas didalam pipa dimana terjadi
konveksi paksa sehingga untuk menentukan koefisien
perpindahan panas pada pipa, maka sifat-sifat fluida dievaluasi
berdasarkan :
( )
( )
Dari table diperoleh:
µ = 2,02932 x 10 -5 kg/m.s ρ = 1,03382 kg/m3
k = 0,029273 W/ m 0C Cp = 1,008341 kJ/kg OC
Pr = 0,6992
33
1. Bilangan Reynolds
Dimana kecepatan udara : 1,8 m/s
2. Bilangan Nuselt
Bilangan Nuselt untuk konveksi paksa aliran didalam tabung
/ pipa menggunakan persamaan berikut :
Dimana :
3. Koefisien perpindahan panas
34
c. Koefisien perpindahan panas menyeluruh ( U )
Koefisien perpindahan kalor menyeluruh ( U ) dihitunga
dengan persamaan :
W/m2 0
C
d. Selisi temperatur logaritma rata-rata ( LMTD)
Selisi temperatur logaritma rata-rata dihitung dengan
menggunakan persamaan:
(
)
( )
( )
LMTD
( ⁄ )
( ⁄ )
Sehingga diperoleh :
35
e. Luas perpindahan panas total
Luas permukaan perpindahan panas total sekali lintas dapat
diperoleh dari perkalian luas permukaan bagian luar ( π.do.L)
dikali dengan jumlah pipa (n).
f. Perpindahan panas total pada heat exchanger
Perpindahan panas total pada heat exchanger merupakan
kalor maksimum yang dapat dimanfaatkan memanaskan udara
dihitung dengan persamaan :
Qtotal = Atot x U x LMTD
= 0,84178 x x 55,278
= 516 W
= 0,516 kW
g. Efektifitas heat exchanger
[ ( ( ) )
( ) ]
Dimana :
36
Dimana laju aliran massa udara :
Jadi Cmin = Cc = kW/0C
Dari nilai c dan NTU dapat ditentukan efektifitas heat
exchanger dimana :
[ ( ( ) )
( ) ]
2. Perhitungan Proses Pengeringan
Dalam perhitungan ini digunakan data pada hasil pengujian dengan
putaran mesin 2000 rpm dimana untuk satu kali pengujian 6 sampel yaitu:
No
Berat
Sampel
(gram)
Sampel Jumlah
1 2 3 4 5 6 7
1 Awal 140,1 128,5 146,3 134,4 137,6 114,9 801,8
2 Akhir 134,9 119,8 140,5 127,1 132,7 110,1 765,1
37
Pengeringan ini untuk mengurangi kadar air ikan bandeng dari 76%
menjadi 20%, sehingga banyaknya air yang harus dikurangi dalam
0,8018kg ikan bandeng basah adalah 76% - 20% = 56%, sedangkan
banyak air yang terkandung dalam 0,8018 kg ikan bandeng basah adalah
56% x 0,8018 kg = 0,449 kg.
Penurunan kadar air produk selama proses pengeringan.
Prosentase kadar air basis basah adalah :
Prosentase kadar air basis kering adalah :
[
( )]
Jumlah air yang menguap adalah sebagai berikut :
Energi yang digunakan untuk menguapkan air dihitung dengan
menggunakan persamaan :
Sehingga untuk pengujian selama 90 menit maka:
38
Energi udara dihitung dengan menggunakan persamaan:
( )
Efisiensi pengeringan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
Untuk perhitngan pada putaran mesin 1600 rpm , 1800 rpm, 2000 rpm dan
2200 rpm dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan (lampiran).
B. Pembahasan
1. Pemakaian Bahan Bakar dan Kalor Bahan Bakar
Berdasarkan Tabel 11 hasil perhitungan, grafik 1 dan grafik 2
nampak bahwa konsumsi bahan bakar dan kalor bahan bakar naik
seiring dengan bertambahnya putaran mesin yaitu pada putaran 1600
rpm konsumsi bahan bakar 0,58 kg/jam sedangkan kalor bahan
bakar 6,7457 kJ/s, pada putaran 1800 rpm konsumsi bahan bakar
0,6960 kg/jam sedangkan kalor bahan bakar 8,0949 kJ/s, pada
putaran 2000 rpm konsumsi bahan bakar 0,8120 kg/jam sedangkan
kalor bahan bakar 9,4440 kJ/s, pada putaran 2200 rpm konsumsi
bahan bakar 0,9280 kg/jam sedangkan kalor bahan bakar 10,7932
kJ/s dan pada putaran maksimum 2400 rpm konsumsi bahan bakar
1,102 kg/jam sedangkan kalor bahan bakar 12,8169 kJ/s.
39
2. Laju aliran Massa dan Efektifitas Heat Exchanger
Berdasarkan Tabel 11 hasil perhitungan serta grafik 3 dan grafik
4 nampak bahwa Laju aliran massa gas buang dan efektifita heat
exchanger naik seiring dengan bertambahnya putaran mesin yaitu
pada putaran 1600 rpm laju aliran massa gas buang 0,6064 kg/s
sedangkan efektifitas heat exchanger 70,09 % , pada putaran 1800
rpm laju aliran massa gas buang 0,6828 kg/s sedangkan efektifitas
heat exchanger 70,12 %, pada putaran 2000 rpm laju aliran massa
gas buang 0,7341 kg/s sedangkan efektifitas heat exchanger 70,61
%, pada putaran 2200 rpm laju aliran massa gas buang 0,8370 kg/s
sedangkan efektifitas heat exchanger 70,96 %, dan pada putaran
maksimum 2400 laju aliran massa gas buang 0,9149 kg/s sedangkan
efektifitas heat exchanger 71,29 %.
3. Kalor Penguapan dan Efisiensi Pengeringan
Berdasarkan Tabel 11 hasil perhitungan dan Grafik 5 nampak
bahwa kalor penguapan mengalami penurunan dari putaran mesin
1600 rpm kalor penguapan 0,044 kJ/s, putaran mesin 1800 rpm kalor
penguapan 0,019 kJ/s, putaran mesin 2000 rpm kalor penguapan
0,016 kJ/s sedangkan pada putaran mesin 2200 kalor penguapan naik
menjadi 0,023 kJ/s dan putaran mesin 2200 kalor penguapan naik
menjadi 0,028 kJ/s.
Grafik kalor penguapan dari putaran 1600 sampai 2400 rpm
idealnya adalah semakin menurun, namun pada putaran 2200 dan
40
2400 rpm naik kembali disebabkan jumlah air yang menguap dari
putaran 2000 ke 2200 rpm meningkat. Begitu pula dari putaran 2200
ke 2400 rpm meningkat seiring naiknya temperatur masuk alat
pengering.
Berdasarkan Tabel 11 hasil perhitungan efisiensi pengeringan
dan Grafik 6 nampak pula bahwa efisiensi pengeringan cenderung
menurun seiring dengan naiknya putaran mesin dimana pada putaran
mesin 1600 rpm efisiensi pengeringan 11,471 %, pada putaran mesin
1800 rpm efisiensi pengeringan 3,87 %, pada putaran mesin 2000 rpm
efisiensi pengeringan 2,394 %, pada putaran mesin 2200 rpm efisiensi
pengeringan 2,579 % dan pada putaran mesin 2400 rpm efisiensi
pengeringan 2,427 %.
4. Kadar Kering
Berdasarkan tabel 6 sampai tabel 10 hasil perhitungan serta
grafik 7 nampak bahwa kadar air basis kering menurun seiring
dengan bertambahnya putaran mesin yaitu pada putaran 1600 rpm
kadar air basis kering 35,9 %, pada putaran 1800 rpm kadar air basis
kering 33,39%, pada putaran 2000 rpm kadar air basis kering 32,22
%, pada putaran 2200 rpm kadar air basis kering 31,20 %, dan pada
putaran maksimum 2400 kadar air basis kering 29,68 %.
Persentase kadar air yang dimaksud di atas adalah jumlah air
yang tersisa dalam tubuh ikan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa selama 90
menit pengujian diperoleh : pada putaran 1600 rpm diperoleh efektifitas
heat exchanger 70,09% dan efisiensi pengeringan 11,471%; pada putaran
1800 rpm diperoleh efektifitas heat exchanger 70,12% dan efisiensi
pengeringan 3,87%; pada putaran 2000 rpm diperoleh efektifitas heat
exchanger 70,61% dan efisiensi pengeringan 2,394%; pada putaran 2200
rpm diperoleh efektifitas heat exchanger 70,96% dan efisiensi
pengeringan 2,579%; dan pada putaran maksimum 2400 rpm diperoleh
efektifitas heat exchanger 71,29% dan efisiensi pengeringan 2,427%.
Penurunan efisiensi pengeringan seiring dengan berkurangnya kadar air
pada sampel yang diuji.
Pengeringan yang baik yaitu pada putaran 1800, 2000, dan 2200
rpm dengan temperatur pengeringan masing-masing 42,65OC, 46,57OC,
dan 49,18OC serta persentase pengeringan yaitu 33,39%, 32,22%, dan
31,22% karena hasil yang dicapai sesuai temperatur pengeringan yang
dianjurkan 40 – 50OC dan batas kadar air yang diperlukan dalam tubuh
ikan 20 – 35%.
Sedangkan pada putaran 1600 dan 2400 rpm yaitu temperatur
pengeringan terlalu rendah dan tinggi yaitu 36,7OC dan 52,95OC dan
42
begitu pula kadar air yang dihasilkan terlalu tinggi pada putaran 1600 rpm
yaitu 35,9OC.
B. Saran
Diharapkan agar penelitian ini dapat dilanjutkan sehingga energi
yang terbuang dapat dimanfaatkan secara maksimum dan pada proses
pengujian untuk setiap putaran mesin sebaiknya sampel yang digunakan
diganti dengan sampel yang baru. Dapat pula dilakukan penelitian
lanjutan dengan sampel jenis lain.
43
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2011). EDUCATION. Pengeringan Ikan.
http://kuliahitukeren.blogspot.com/2011/12/pengeringan-ikan.html. Diakses
Nopember 2011.
Anonim. (2000). PENGOLAHAN PANGAN. Ikan Asin Cara Penggaraman Basah.
http://www.warintek.ristek.go.id/pangan
kesehatan/pangan/piwp/ikan_asin_kering.pdf. Diakses Maret 2000.
Ekadewi A. Handoyo, dkk. (2012). Disain dan PengujianSistem Pengering Ikan Bertenaga
Surya. http://fportfolio.petra.ac.id/user files/91-021/Pengering%20Ikan.pdf.
Diakses pada tanggal 15 Maret 2012.
Hasan, Achmad. (2010). Penelitian Pemanfaatan Langsung Sumber Energi Panas Bumi
Untuk Pengeringan Kakao (Cokelat). (www.google.com, diakses pada tanggal 15
Maret 2011)
Heywood J.B. (1988). Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill. New York
Holman.J.P. (1997).Perpindahan Kalor. Erlangga. Jakarta
Kakac, S. and Liu.H. (1998). Heat Exchangers Selection, Rating, and Thermal Design.CRC
Press. Boca Raton Boston London New York Washington,D.C.
Kays, W.M. and Crawford. M.E. (1993). Convective Heat and Mass Transfer. McGraw-
Hill,Inc., New York
Kreith, F. (1991). Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Erlangga. Jakarta
Nurhabibi,Ihsan. (2010) Pemanfaatan Energi Batok Kelapa Untuk Pengeringan Kakao
(Theobroma Cacao L) pada Alat Pengering Tipe Rak (Tray Dryer).
http://repository.unand.ac.id/5740/1/Tesis.pdf., Diakses pada tanggal 15 Maret
2011.
Ozisik, M.N. (1980). Heat Conduction. John Wiley & Sons, New York
Pinem, Muhammad Daud. (2004). Rancang Bangun Alat Pengering Ikan Teri
Kapasitas 12 kg/jam
44
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/15829/1/sim-des2004-%20(10).pdf.
Diakses Desember 2004.
Thamrin, Ismail. (2010). Rancang Bangun Alat pengering Ubi Kayu Tipe Rak dengan
Memanfaatkan Energi Surya.
http://eprints.unsri.ac.id/109/1/Pages_from_PROSIDING_AVOER_2011-6.pdf.
Diakses pada tanggal 15 Maret 2011.
Yani, Endri and Abdurrachim, Abdurrachim and Pratoto, Adjar (2009).. Analisis Efisiensi
Pengeringan Ikan Nila Pada Pengering Surya Aktif Tidak Langsung.
http://repository.unand.ac.id/1141/1/_26-33_endri_yani.pdf. Diakses pada bulan
April 2009.
TABEL 1. PENGAMBILAN DATA PADA PUTARAN MESIN 1600 rpm
Hari :Sabtu
Tanggal :05/10/2013
Putaran Mesin (rpm) : 1600 (1608)
Kebutuh. bb. ( Liter) :1,0
Kecepatan Udara Keluar Alat Pengering (m/s) :1,4
Kecepatan Gas Buang (m/s) :8,2
Putaran Turbin/Kompresor (rpm) :3918
No Jenis data
Waktu (menit) rata-rata
15 30 45 60 75 90
1 Temp. gas msk turbin (T1) 140,7 142,8 142,8 142 141,9 142 142,03
2 Temp. gas keluar turbin (T2) 107,4 114,6 116,7 116,7 116,5 116,6 114,75
3 Temp. gas keluar heat exchanger (T3) 67,1 73,9 76,9 77,9 77,9 78,1 75,30
4 Temp. udara masuk kompresor (T4) 36,3 37,2 37,3 37,2 37,8 37,8 37,27
5 Temp. udara keluar kompresor (T5) 37 38,8 39,8 40,5 40,8 41 39,65
6 Temp. udara keluar heat exchanger (T6) 54,3 63,9 69,4 71,7 72,4 72,9 67,43
7 Temp. udara keluar alat pengering (T7) 32,9 34,7 36,6 37,9 38,7 39,4 36,70
KONDISI SEKITAR
8 Temp. sekitar (OC) 33,5 34,7 34,4 34 34,3 33,9 34,13
9 Kec. Udara sekitar (m/s) 0,3 0,2 0,4 0,4 0,3 0,3 0,32
45
TABEL 2. PENGAMBILAN DATA PADA PUTARAN MESIN 1800 rpm
Hari :Sabtu
Tanggal :05/10/2013
Putaran Mesin (rpm) : 1800 (1804)
Kebutuh. bb. ( Liter) :1,2
Kecepatan Udara Keluar Alat Pengering (m/s) :1,5
Kecepatan Gas Buang (m/s) :9,6
Putaran Turbin/Kompresor (rpm) :4512
No Jenis data
Waktu (menit) rata-rata
15 30 45 60 75 90
1 Temp. gas msk turbin (T1) 159,6 160 160,1 160,1 160 160,1 159,98
2 Temp. gas keluar turbin (T2) 130,5 132,4 132,7 132,8 132,6 132,9 132,32
3 Temp. gas keluar heat exchanger (T3) 84,5 85,9 87 87 87,4 87,6 86,57
4 Temp. udara masuk kompresor (T4) 39,8 38,9 38,4 38,5 39 39 38,93
5 Temp. udara keluar kompresor (T5) 42,1 42,5 42,4 42,8 42,8 42,9 42,58
6 Temp. udara keluar heat exchanger (T6) 77,5 80 81,3 82,1 82 82,4 80,88
7 Temp. udara keluar alat pengering (T7) 40,8 41,8 42,6 43,2 43,5 44 42,65
KONDISI SEKITAR
8 Temp. sekitar (OC) 34,8 34,8 35,7 35 34,9 34,8 35,00
9 Kec. Udara sekitar (m/s) 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,20
46
TABEL 3. PENGAMBILAN DATA PADA PUTARAN MESIN 2000 rpm
Hari :Sabtu
Tanggal :05/10/2013
Putaran Mesin (rpm) : 2000 (2005)
Kebutuh. bb. ( Liter) :1,4
Kecepatan Udara Keluar Alat Pengering (m/s) :1,8
Kecepatan Gas Buang (m/s) :10,7
Putaran Turbin/Kompresor (rpm) :4939
No Jenis data
Waktu (menit) rata-rata
15 30 45 60 75 90
1 Temp. gas msk turbin (T1) 178,6 178,3 178,5 178,8 178,7 178,7 178,60
2 Temp. gas keluar turbin (T2) 147,5 148,7 149 149,2 149,2 149,2 148,80
3 Temp. gas keluar heat exchanger (T3) 94 96 96,5 96,4 96,2 96,4 95,92
4 Temp. udara masuk kompresor (T4) 40 40,1 39 38,7 39,6 39,8 39,53
5 Temp. udara keluar kompresor (T5) 43,5 43,7 43,7 44 44 44 43,82
6 Temp. udara keluar heat exchanger (T6) 87,3 89,7 91,2 91,3 91 90,8 90,22
7 Temp. udara keluar alat pengering (T7) 45,1 46 46,7 47,1 47,1 47,4 46,57
KONDISI SEKITAR
8 Temp. sekitar (OC) 34,6 35,1 34,4 34,3 34,5 35 34,65
9 Kec. Udara sekitar (m/s) 0,3 0,4 0,4 0,3 0,4 0,3 0,35
47
TABEL 4. PENGAMBILAN DATA PADA PUTARAN MESIN 2200 rpm
Hari :Sabtu
Tanggal :05/10/2013
Putaran Mesin (rpm) : 2200 (2205)
Kebutuh. bb. ( Liter) :1,6
Kecepatan Udara Keluar Alat Pengering (m/s) :2,1
Kecepatan Gas Buang (m/s) :13
Putaran Turbin/Kompresor (rpm) :5256
No Jenis data
Waktu (menit) rata-rata 15 30 45 60 75 90
1 Temp. gas msk turbin (T1) 204 204 203 201 202 201 202,50
2 Temp. gas keluar turbin (T2) 167,2 168,7 169 168,8 168,7 168,5 168,48
3 Temp. gas keluar heat exchanger (T3) 104,5 105,4 160,4 106 107,5 107,3 115,18
4 Temp. udara masuk kompresor (T4) 39,5 38,9 37,6 39 37,6 37,7 38,38
5 Temp. udara keluar kompresor (T5) 44,5 44,4 44 44 43,6 43,4 43,98
6 Temp. udara keluar heat exchanger (T6) 97,7 99,2 100,9 100,7 100,9 100,9 100,05
7 Temp. udara keluar alat pengering (T7) 48,2 48,5 49,2 49,6 49,9 49,7 49,18
KONDISI SEKITAR
8 Temp. sekitar (OC) 34 33,2 33,5 32,9 31,8 31,9 32,88
9 Kec. Udara sekitar (m/s) 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,25
48
TABEL 5. PENGAMBILAN DATA PADA PUTARAN MESIN 2400 rpm
Hari :Sabtu
Tanggal :05/10/2013
Putaran Mesin (rpm) : 2400 (2404)
Kebutuh. bb. ( Liter) :1,9
Kecepatan Udara Keluar Alat Pengering (m/s) :2,4
Kecepatan Gas Buang (m/s) :14,4
Putaran Turbin/Kompresor (rpm) :5776
No Jenis data Waktu (menit)
rata-rata 15 30 45 60 75 90
1 Temp. gas msk turbin (T1) 228 229 229 228 229 228 228,50
2 Temp. gas keluar turbin (T2) 189,3 190,9 191,2 192,3 191,8 191,3 191,13
3 Temp. gas keluar heat exchanger (T3) 116,2 118,2 118 117,7 118 117,8 117,65
4 Temp. udara masuk kompresor (T4) 38,9 38 38 38,2 37 37,4 37,92
5 Temp. udara keluar kompresor (T5) 43,6 43,6 43,9 43,1 43 43 43,37
6 Temp. udara keluar heat exchanger (T6) 108 111,7 113 114,1 114,1 113,7 112,43
7 Temp. udara keluar alat pengering (T7) 50,5 51,7 53 53,6 54,1 54,8 52,95
KONDISI SEKITAR
8 Temp. sekitar (OC) 31,2 31 31 30,7 30,6 30,5 30,83
9 Kec. Udara sekitar (m/s) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,12
49
TABEL 6. HASIL PERHITUNGAN PADA PUTARAN MESIN 1600 RPM
No URAIAN SAMPEL
Jumlah 1 2 3 4 5 6
1 Berat sampel sebelum dimasukkan (gram) 189,30 148,50 167,50 150,90 155,20 133,30 944,7
2 Berat sampel sesudah dipanaskan (gram) 147,30 136,10 154,20 138,80 145,30 123,90 845,6
3 Persentase air yang dikurangi dalam ikan (%) 56 56 56 56 56 56 56
4 Banyaknya air pada ikan (kg) 0,106 0,083 0,094 0,085 0,087 0,075 0,529
5 Banyaknya air yang harus dikurangi (kg) 0,059 0,047 0,053 0,047 0,049 0,042 0,296
6 Persentase kadar basah (%) 56 56 56 56 56 56 56
7 Persentase kadar kering (%) 35,897 35,897 35,897 35,897 35,897 35,897 35,897
8 Jumlah air yang menguap (kg) 0,042 0,0124 0,0133 0,0121 0,0099 0,0094 0,099
9 Kalor penguapan (kJ) 99,87 29,48 31,62 28,77 23,54 22,35 235,634
10 Kalor udara (kJ/s) 0,38
11 Efisiensi (%) 11,474
50
TABEL 7. HASIL PERHITUNGAN PADA PUTARAN MESIN 1800 RPM
No URAIAN SAMPEL
Jumlah 1 2 3 4 5 6
1 Berat sampel sebelum dimasukkan (gram) 147,30 136,10 154,20 138,80 145,30 123,90 845,6
2 Berat sampel sesudah dipanaskan (gram) 140,10 128,50 146,30 134,40 137,60 114,90 801,8
3 Persentase air yang dikurangi dalam ikan (%) 56 56 56 56 56 56 56
4 Banyaknya air pada ikan (kg) 0,08 0,08 0,09 0,08 0,08 0,07 0,474
5 Banyaknya air yang harus dikurangi (kg) 0,05 0,04 0,05 0,04 0,05 0,04 0,265
6 Persentase kadar basah (%) 43,58 51,32 51,55 51,51 52,43 52,05 50,13
7 Persentase kadar kering (%) 30,35 33,92 34,02 34,00 34,40 34,23 33,39
8 Jumlah air yang menguap (kg) 0,0072 0,0076 0,0079 0,0044 0,0077 0,009 0,0438
9 Kalor penguapan (kJ) 16,95 17,89 18,60 10,36 18,13 21,19 103,112
10 Kalor udara (kJ/s) 0,493
11 Efisiensi (%) 3,872
51
TABEL 8. HASIL PERHITUNGAN PADA PUTARAN MESIN 2000 RPM
No URAIAN SAMPEL SAMPEL
Jumlah 1 2 3 4 5 6
1 Berat sampel sebelum dimasukkan (gram) 140,10 128,50 146,30 134,40 137,60 114,90 801,8
2 Berat sampel sesudah dipanaskan (gram) 134,90 119,80 140,50 127,10 132,70 110,10 765,1
3 Persentase air yang dikurangi dalam ikan (%) 56 56 56 56 56 56 56
4 Banyaknya air pada ikan (kg) 0,08 0,07 0,08 0,08 0,08 0,06 0,45
5 Banyaknya air yang harus dikurangi (kg) 0,044 0,040 0,046 0,042 0,043 0,036 0,251
6 Persentase kadar basah (%) 41,45 48,46 48,91 49,88 49,65 48,27 47,53
7 Persentase kadar kering (%) 29,30 32,64 32,85 33,28 33,18 32,56 32,22
8 Jumlah air yang menguap (kg) 0,0052 0,0087 0,0058 0,0073 0,0049 0,0048 0,0367
9 Kalor penguapan (kJ) 12,16 20,34 13,56 17,07 11,46 11,22 85,797
10 Kalor udara (kJ/s) 0,664
11 Efisiensi (%) 2,394
52
TABEL 9. HASIL PERHITUNGAN PADA PUTARAN MESIN 2200 RPM
No URAIAN SAMPEL SAMPEL
Jumlah 1 2 3 4 5 6
1 Berat sampel sebelum dimasukkan (gram) 134,90 119,80 140,50 127,10 132,70 110,10 765,100
2 Berat sampel sesudah dipanaskan (gram) 128,20 111,30 127,00 120,50 122,30 102,60 711,900
3 Persentase air yang dikurangi dalam ikan(%) 56 56 56 56 56 56 56
4 Banyaknya air pada ikan (kg) 0,08 0,07 0,08 0,07 0,07 0,06 0,428
5 Banyaknya air yang harus dikurangi (kg) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,240
6 Persentase kadar basah (%) 39,91 45,18 46,97 47,17 47,88 46,25 45,35
7 Persentase kadar kering (%) 28,52 31,12 31,96 32,05 32,38 31,63 31,2
8 Jumlah air yang menguap (kg) 0,0067 0,0085 0,0135 0,0066 0,0104 0,0075 0,0532
9 Kalor penguapan (kJ) 15,56 19,74 31,35 15,33 24,15 17,42 123,549
10 Kalor udara (kJ/s) 0,887
11 Efisiensi (%) 2,580
53
TABEL 10. HASIL PERHITUNGAN PADA PUTARAN MESIN 2400 RPM
No URAIAN SAMPEL SAMPEL
Jumlah 1 2 3 4 5 6
1 Berat sampel sebelum dimasukkan (gram) 128,20 111,30 127,00 120,50 122,30 102,60 711,900
2 Berat sampel sesudah dipanaskan (gram) 112,90 102,50 115,40 105,50 113,40 96,00 645,700
3 Persentase air yang dikurangi dalam ikan (%) 56 56 56 56 56 56 56
4 Banyaknya air pada ikan (kg) 0,07 0,06 0,07 0,07 0,07 0,06 0,399
5 Banyaknya air yang harus dikurangi (kg) 0,04 0,03 0,04 0,04 0,04 0,03 0,223
6 Persentase kadar basah (%) 37,92 41,97 42,46 44,72 44,13 43,1 42,20
7 Persentase kadar kering (%) 27,5 29,56 29,8 30,9 30,62 30,12 29,68
8 Jumlah air yang menguap (kg) 0,0153 0,0088 0,0116 0,015 0,0089 0,0066 0,0662
9 Kalor penguapan (kJ) 35,22 20,26 26,70 34,53 20,49 15,19 152,386
10 Kalor udara (kJ/s) 1,163
11 Efisiensi (%) 2,427
54
TABEL 11. HASIL PERHITUNGAN HEAT EXCHANGER
No
Putaran Fh Qfuel mg Re Nu ho Re Nu
hi
rpm kg/jam kJ/s kg/s W/m2 oC W/m2 oC
1 1600 0,5800 6,7457 0,6064 54079,682 215,918 174,342 1955,725 8,886 9,884
2 1800 0,6960 8,0949 0,6828 58900,949 227,207 193,428 2000,399 9,041 10,277
3 2000 0,8120 9,4440 0,7341 61510,644 233,000 207,521 2329,172 10,206 11,763
4 2200 0,9280 10,7932 0,8370 66397,557 243,053 241,253 2640,442 11,278 13,166
5 2400 1,1020 12,8169 0,9149 71775,196 255,404 253,512 2920,508 12,219 14,478
No Putaran U LMTD c NTU є Qtot Q udara Qev ηpengeringan
rpm W/m2 oC oC % (kJ/s) kJ/s kJ/s %
1 1600 9,317 41,208 0,0223 0,6341 70,09 0,32 0,3803 0,044 11,471
2 1800 9,723 47,611 0,0204 0,6345 70,12 0,39 0,4932 0,019 3,870
3 2000 11,089 55,278 0,0221 0,6138 70,61 0,52 0,6637 0,016 2,394
4 2200 12,438 69,808 0,0217 0,6004 70,96 0,73 0,8870 0,023 2,579
5 2400 13,642 76,470 0,0222 0,5875 71,29 0,88 1,1626 0,028 2,427
55
56
0.5800
0.6960
0.8120
0.9280
1.1020
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1600 1800 2000 2200 2400
Fe
(k
g/j
am
)
Grafik 1. Konsumsi Bahan Bakar vs Putaran
Putaran (rpm)
6.7457 8.0949
9.4440 10.7932
12.8169
0.3
2.3
4.3
6.3
8.3
10.3
12.3
1600 1800 2000 2200 2400
Qfu
ll
(kJ/s
)
Grafik 2. Kalor Bahan Bakar vs Putaran
Putaran (rpm)
57
0.6064
0.6828
0.7341
0.8370
0.9149
0.52
0.57
0.62
0.67
0.72
0.77
0.82
0.87
0.92
0.97
1600 1800 2000 2200 2400
mg
(kg/s
)
Grafik 3. Laju Aliran Massa Gas Buang vs Putaran
Putaran (rpm)
70.09 70.12
70.61
70.96
71.29
69
70
71
72
1600 1800 2000 2200 2400
Efe
kti
fita
s (%
)
Grafik 4. Efektifitas vs Putaran
58
0.044
0.019 0.016
0.023
0.028
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
1600 1800 2000 2200 2400
Qev
ap
(k
J/s
)
Grafik 5. Kalor Penguapan vs Putaran
Putaran (rpm)
11.471
3.870
2.394 2.579 2.427
0.3
2.3
4.3
6.3
8.3
10.3
12.3
1600 1800 2000 2200 2400
ηp
enger
ingan
(%
)
Grafik 6. Efisiensi Pengeringan vs Putaran
Putaran (rpm)
59
35.90
33.39 32.22
31.20 29.68
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
1600 1800 2000 2200 2400
Kad
ar A
ir K
erin
g (%
)
Grafik 7. Kadar Air Kering vs Putaran
Putaran (rpm)
60
LAMPIRAN GAMBAR
61
Gambar 1 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 sebelum dipanaskan pada putaran mesin 1600 rpm
62
Gambar 2 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 sesudah
dipanaskan pada putaran mesin 1600 rpm dan sebelum dipanaskan pada putaran mesin 1800 rpm
63 Gambar 3 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 sesudah
dipanaskan pada putaran mesin 1800 rpm dan sebelum dipanaskan pada putaran mesin 2000 rpm
64 Gambar 4 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 sesudah
dipanaskan pada putaran mesin 2000 rpm dan sebelum dipanaskan pada putaran mesin 2200 rpm
65 Gambar 5 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 sesudah
dipanaskan pada putaran mesin 2200 rpm dan sebelum dipanaskan pada putaran mesin 2400 rpm
66 Gambar 6 Pengambilan data berat sample 1, 2, 3, 4, 5 dan 6 sesudah
dipanaskan pada putaran mesin 2400 rpm
Gambar 7 Pengambilan data putaran mesin 1600 rpm dan putaran turbin/kompresor
Gambar 8 Pengambilan data putaran mesin 1800 rpm dan putaran turbin/kompresor
67
Gambar 9 Pengambilan data putaran mesin 2000 rpm dan putaran turbin/kompresor
Gambar 10 Pengambilan data putaran mesin 2200 rpm dan putaran turbin/kompresor
68
Gambar 11 Pengambilan data putaran mesin 2400 rpm dan putaran turbin/kompresor
Gambar 12 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar heat exchanger dan kecepatan udarah keluar alat pengering pada putaran mesin 1600 rpm
69
Gambar 13 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar heat exchanger dan kecepatan udarah keluar alat pengering pada putaran mesin 1800 rpm
Gambar 14 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar heat exchanger dan kecepatan udarah keluar alat pengering pada putaran mesin 2000 rpm
70
Gambar 15 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar heat exchanger dan kecepatan udarah keluar alat pengering pada putaran mesin 2200 rpm
Gambar 16 Pengambilan data kecepatan gas buang keluar heat exchanger dan kecepatan udarah keluar alat pengering pada putaran mesin 2400 rpm
71
Tabel 12. Sifat-Sifat Gas CO2
T,K ρ(kg/m3) Cp(kJ/kgoC) µ(kg/m.s) v(m2/s) k(W/m.oC) Pr
300 1,7973 0,871 1,4958E-05 8,321E-06 0,016572 0,77
350 1,5362 0,9 1,7205E-05 1,119E-05 0,02047 0,755
400 1,3424 0,942 0,00001932 1,439E-05 0,02461 0,738
450 1,1918 0,98 0,00002134 1,790E-05 0,02897 0,721
500 1,0732 1,013 0,00002326 2,167E-05 0,03352 0,702
550 0,9739 1,047 0,00002508 2,574E-05 0,03821 0,685
600 0,8938 1,076 0,00002683 3,002E-05 0,04311 0,668
Tabel 13. Sifat-Sifat Udara
T,K ρ(kg/m3) Cp(kJ/kgoC) µ(kg/m.s) v(m2/s) k(W/m.oC) Pr
100 3,601 1,0266 6,924E-06 1,923E-06 0,009246 0,770
150 2,3675 1,0099 1,028E-05 4,343E-06 0,013735 0,753
200 1,7684 1,0061 1,329E-05 7,490E-06 0,01809 0,739
250 1,4128 1,0053 1,599E-05 1,131E-05 0,02227 0,722
300 1,1774 1,0057 1,846E-05 1,569E-05 0,02624 0,708
350 0,998 1,009 2,075E-05 2,076E-05 0,03003 0,697
400 0,8826 1,014 2,286E-05 2,590E-05 0,03365 0,689
450 0,7833 1,0207 2,484E-05 3,171E-05 0,03707 0,683
500 0,7048 1,0295 2,671E-05 3,790E-05 0,04038 0,680
550 0,6423 1,0392 2,848E-05 4,434E-05 0,0436 0,680
600 0,5879 1,0551 3,018E-05 5,134E-05 0,04659 0,682
72
Tabel 14. Sifat-sifat Thermodinamika dari Uap Air
Temp.
°C
T
Press.
kPa
P
Specific Volume Internal Energy Enthalpy Entropy
Sat..
Liquid
vf
Sat..
Vapor
vg
Sat.
Liquid
uf
Evap.
ufg
Sat.
Vapor
ug
Sat.
Liquid
hf
Evap.
hfg
Sat.
Vapor
hg
Sat.
Liquid
sf
Evap.
sfg
Sat.
Vapor sg
0,01 0,6113 0,001000 206,14 ,00 2375,3 2375,3 ,01 2501,3 2501,4 ,0000 9,1562 9,1562
5 0,8721 0,001000 147,12 20,97 2361,3 2382,3 20,98 2489,6 2510,6 ,0761 8,9496 9,0257
10 1,2276 0,001000 106,38 42,00 2347,2 2389,2 42,01 2477,7 2519,8 ,1510 8,7498 8,9008
15 1,7051 0,001001 77,93 62,99 2333,1 2396,1 62,99 2465,9 2528,9 ,2245 8,5569 8,7814
20 2,339 0,001002 57,79 83,95 2319,0 2402,9 83,96 2454,1 2538,1 ,2966 8,3706 8,6672
25 3,169 0,001003 43,36 104,88 2304,9 2409,8 104,89 2442,3 2547,2 ,3674 8,1905 8,5580
30 4,246 0,001004 32,89 125,78 2290,8 2416,6 125,79 2430,5 2556,3 ,4369 8,0164 8,4533
35 5,628 0,001006 25,22 146,67 2276,7 2423,4 146,68 2418,6 2565,3 ,5053 7,8478 8,3531
40 7,384 0,001008 19,52 167,56 2262,6 2430,1 167,57 2406,7 2574,3 ,5725 7,6845 8,2570
45 9,593 0,001010 15,26 188,44 2248,4 2436,8 188,45 2394,8 2583,2 ,6387 7,5261 8,1648
50 12,349 0,001012 12,03 209,32 2234,2 2443,5 209,33 2382,7 2592,1 ,7038 7,3725 8,0763
55 15,758 0,001015 9,568 230,21 2219,9 2450,1 230,23 2370,7 2600,9 ,7679 7,2234 7,9913
60 19,940 0,001017 7,671 251,11 2205,5 2456,6 251,13 2358,5 2609,6 ,8312 7,0784 7,9096
65 25,03 0,001020 6,197 272,02 2191,1 2463,1 272,06 2346,2 2618,3 ,8935 6,9375 7,8310
70 31,19 0,001023 5,042 292,95 2176,6 2469,6 292,98 2333,8 2626,8 ,9549 6,8004 7,7553
75 38,58 0,001026 4,131 313,90 2162,0 2475,9 313,93 2321,4 2635,3 1,0155 6,6669 7,6824
80 47,39 0,001029 3,407 334,86 2147,4 2482,2 334,91 2308,8 2643,7 1,0753 6,5369 7,6122
85 57,83 0,001033 2,828 355,84 2132,6 2488,4 355,90 2296,0 2651,9 1,1343 6,4102 7,5445
90 70,14 0,001036 2,361 376,85 2117,7 2494,5 376,92 2283,2 2660,1 1,1925 6,2866 7,4791
95 84,55 0,001040 1,982 397,88 2102,7 2500,6 397,96 2270,2 2668,1 1,2500 6,1659 7,4159
100 0,10135 0,001044 1,6729 418,94 2087,6 2506,5 419,04 2257,0 2676,1 1,3069 6,0480 7,3549
105 0,12082 0,001048 1,4194 440,02 2072,3 2512,4 440,15 2243,7 2683,8 1,3630 5,9328 7,2958
"Diadopsi dari Joseph H. Keenan, Frederick G. Keyes, Philip G. Hill, and Joan G. Moore, Steam Tables, (New York: John Wiley & Sons, Inc.,
1969).
Gambar 14. Diagram Psikrometrik
73