pdf metpen brop
Post on 04-Feb-2018
235 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 1/6
1
TEKNOLOGI ALAT PENGERING SURYA UNTUK HASIL PERTANIAN
MENGGUNAKAN KOLEKTOR BERPENUTUP MIRING
Egi Yuliora1, Maksi Ginting2 , Salomo Sinuraya2 egiyuliora@rocketmail.com
1 Mahasiswa Program S-1 Fisika FMIPA-Universitas Riau2 Dosen Jurusan Fisika-FMIPA- Universitas Riau
Jurusan Fisika-Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau
Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia.
Abstract
A solar drier instrument has been succesfully made with the main component from
solar collector modification. The instrument can be applied to dry agricultural produces,
such as cassava and banana. In order to test the instrument , the cassava was cut
transversally and the banana was cut ovally with the same thickness of 2 mm. The main
collector of this instrument is namely a inclined cover collector, that connected to drier room.
Hot air from the main collected moved to the drier room accelerated by a ventilator on top of
the drier room. Drying process was accured between 9 am to 3 pm with a one hour interval
time. The experiment data show that at empty drier room resulted the lowest temperature was
43oC ( 9 am ) at tray 1, and the highest temperature was 50,5
oC ( 12 am ) at tray 2. The
main of cassava in the drier room after 4 days was 219,5 g , with water content of 2,73 %,
and for the tray outside the drier room had mass of 241,83 g, with water content 5,9 % ( from
500 g of mass material ). The main of banana in the drie room after 3 days was 144,66 g,
with water content of 5,75 %, and for the tray outside the drier room had mass of 159,83 g,with water content 8,12 % ( from 500 g of mass material )
.
Keywords: Solar drier, collector, ventilator.
Abstrak
Telah dapat dibuat alat pengering surya untuk hasil pertanian seperti singkong dan
pisang. Pada penelitian ini singkong tersebut diiris membujur dan pisang diiris melintang
dengan ketebalan sama, yaitu 2 mm. Pada alat ini sebagai pengumpul utama panasnya
adalah kolektor berpenutup miring yang di hubungkan ke ruang pengering. Udara panas di
kolektor bergerak ke ruang pengering dan dipercepat oleh ventilator yang ada di atas ruang
pengering. Metode pengeringan dilakukan mulai pukul 08.00 WIB hingga 15.00 WIB dalam selang waktu satu jam, untuk ruang pengering dalam keadaan kosong dan berisi bahan.
Hasil penelitian pada saat ruang pengering kosong suhu terendah 43 oC terjadi pada dulang
No.1, pada pukul 09.00 WIB dan tertinggi 50,5oC pada dulang No.2, pada pukul 12.00 WIB.
Massa bahan di dalam ruang untuk dulang tetap berada di dalam ruang pengering pada
malam hari (bahan singkong) setelah 4 (empat) hari pengamatan adalah 219,5 g dengan
kandungan air 2,73 % dan di luar ruang pengering bermassa 241,83 g dengan kandungan
air 5,9 % (dari 500 g bahan yang dikeringkan). Massa bahan di dalam ruang untuk semua
dulang dimasukkan ke dalam rumah pada malam hari (bahan pisang) setelah 3 (tiga) hari
pengamatan adalah 144,66 g dengan kandungan air 5,75 % dan di luar ruang pengering
bermassa 159,83 g dengan kandungan air 8,12 % (dari 500 gr bahan yang dikeringkan).
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 2/6
2
Kata kunci: Alat pengering surya, kolektor, ventilator.
PENDAHULUAN
Indonesia terletak di garis
khatulistiwa dan menerima sinar matahari
rata-rata 8 jam/hari, potensi ini sangat baikdigunakan untuk pengembangan alat
pengering. Pisang dan singkong
merupakan hasil-hasil pertanian yang
paling mudah perawatannya sampai
berhasil. Pisang dan singkong
mengandung karbohidrat cukup tinggi
sehingga banyak ditanam oleh petani yang
tinggal di daerah pedesaan. Pisang dan
singkong banyak dipasarkan setelah
dikeringkan terlebih dahulu sehingga dapat
tahan lama. Pisang dan singkong yangdikeringkan biasanya dipotong dalam
bentuk memanjang dan melingkar,
kemudian dibuat menjadi keripik dan
tepung. Keripik dan tepung ini banyak
diperjual belikan di pasaran untuk
menambah kesejahteraan masyarakat
khususnya masyarakat pedesaan.
Petani pada umumnya
mengeringkan pisang dan singkong di
lapangan terbuka, jika cuaca dianggap
cukup cerah. Pengeringan dengan sistem
konvensional ini mempunyai banyak
kelemahan antara lain pengeringan sering
dilakukan berulang kali sehingga bahan
menjadi kering, bahan mudah tercampur
dengan bahan-bahan kotor dari sekitarnya,
pengeringan memerlukan waktu yang
lama, tidak aman dari gangguan binatang,
hasil pengeringan kurang baik karena debu
dan polusi udara. ( Maksi Ginting, 1996 )
Pengeringan sistem konvensional ini perludiatasi, yaitu dengan membuat suatu alat
pengering surya yang lebih efisien. Alat
pengering ini terdiri dari dua bagian yaitu
kolektor surya dan ruang pengering.
Pembuatan dan perawatan alat pengering
cukup sederhana serta bahannya dapat
diperoleh dengan mudah, sehingga petani
dapat membuat atau merakitnya kembali
jika diperlukan. Berdasarkan uraian ini
maka perlu untuk melaksanakan penelitian
ini.
BAHAN DAN METODE
Matahari merupakan sumber energi
yang sangat besar dan tidak akan pernahhabis. Matahari mempunyai diameter
sekitar 1,39 x 106 Km dan berjarak sekitar
1,5 x 108 Km dari bumi. Temperatur
efektif pada permukan matahari besarnya
sekitar 5800 K, sedangkan pada bagian
dalam matahari temperaturnya lebih besar
lagi yaitu sekitar 8×106 K sampai dengan
40×106 K dan kerapatan matahari sekitar
80 - 100 kali kerapatan air. Besarnya daya
yang keluar dari permukaan matahari
sekitar 3,7 x 1023 KW, daya matahariinilah yang dipakai untuk kebutuhan
pengeringan dan kebutuhan lainnya oleh
masyarakat baik secara konvensional
maupun setelah mengubahnya terlebih
dahulu kebentuk lain sesuai kebutuhan.
Daya yang diterima permukaan
bumi semakin kecil disebabkan karena
adanya tumbukan serta penyerapan berkas
radiasi oleh debu-debu dan gas-gas O2, O3,
CO2 dan H2O di atmosfer bumi. Daya rata-
rata yang diterima dari matahari persatuan
luas dalam arah tegak lurus radiasi datang
diluar atmosfer bumi pada jarak rata-rata
matahari ke bumi adalah 1353 W/m2.
Besarnya daya radiasi matahari dapat
bertambah sampai di permukaan bumi
salah satunya dengan cara menggunakan
kolektor surya.
Radiasi surya yang sampai di
permukaan bumi besarnya dapat dilihat
dengan banyak faktor, antara lain sudutlintang, sudut deklinasi, sudut sinar
datang, sudut jam dan sudut kemiringan
bidang penerima terhadap horizontal.
Sudut deklinasi mempunyai harga
maksimum +23,45o pada tanggal 21 Juni
dan minimum -23,45o
pada tanggal 21
Desember serta menjadi nol pada tanggal
21 Maret dan 22 September. Besarnya
sudut deklinasi dinyatakan dengan,
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 3/6
3
Besarnya radiasi surya dapat dihitung
dengan persamaan :
( Ted J.Jansen, 1995 )
Untuk menghitung kadar air bahan dapat
dihitungb dengan persamaan :
M = 100 ( Mb – Mk ) / Mb (1.3)
M = Kadar kandungan air bahan ( % )
Mb = Massa basah bahan ( g )Mk = Massa kering bahan ( g )
Metode penelitian yang dilakukan
adalah metode eksprimen yaitu dengan
cara merakit terlebih dahulu peralatan
yang digunakan sesuai dengan ukuran
yang dikehendaki. Penelitian ini dilakukan
di lapangan terbuka, sehingga energi surya
dapat langsung mengenai alat pengering.
Pengamatan dilakukan untuk ruang
pengering dalam keadaan kosong dan berisi bahan. Pengamatan ruang pengering
dalam keadaan kosong dilakukan selama 6
hari pengamatan mulai dari jam 09.00 –
15.00 WIBdengan selang waktu
pengukuran satu jam. Pengamatan untuk
ruang pengering kosong dilakukan untuk
melihat keaddan alat apakah sudah baik
atau belum. Pengamatan untuk ruang
pengering berisi bahan dilakukan selama 3
kali pergantian bahan, dengan pengeringan
setiap bahan dilakukan selama 3 hari pengamatan mulai dari pukul 09.00 –
15.00 WIB. Langkah-langkah yang
dilakukan untuk ruang pengering dalam
keadaan kosong dan berisi bahan adalah
sebagai berikut.
a. Ruang pengering dalam keadaan
kosong.
1. Pada pukul 09.00 WIB diukur suhu
pada setiap dulang, suhu udara masuk
dan keluar dari kolektor serta suhu
udara keluar dari ruang pengering dan
kelembaban di dalam ruang pengering.
2. Dilakukan seperti No.1. untuk selang
waktu satu jam sampai pukul 15.00
WIB.
3.
Dilakukan seperti No. 1 s/d no.2selama 6 hari pengamatan.
b. Ruang pengering dalam keadaan
berisi bahan.
1. Timbang massa bahan untuk semua
dulang dengan massa yang sama yaitu
500 g, lalu masukkan ke dalam ruang
pengering dan salah satu di luar ruang
pengering.
2.
Tepat jam 09.00 dilakukan seperti no.1 pada . a.
3. Pengukuran dilakukan setiap selang 1
jam sampai pukul 15.00 WIB, lalu
tepat pukul 15.00 WIB bahan
dikeluarkan dari ruang pengering
ditimbang massanya.
4. Pada hari kedua masukkan lagi bahan
ke dalam ruang pengering dan lakukan
lagi pengukuran seperti no.1 s/d
no.3 seperti diatas.
5.
Lakukan seperti di atas sampai 3 hari
pengeringan
6. Ganti bahan dan lakukan seperti no.1
s/d no.5 sampai 2 kali pergantian
bahan lagi.
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 4/6
4
Gambar 1. Bagan ruang pengering surya
(a)
(b)
(c)
Gambar 2. (a) Kolektor (b) Ruang
pengering (c) Dulang
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada peneliatian ini dibuat ruang
pengering berkerangka kayu berdinding
plastik dilengkapi dengan ventilator di atas
cerobongnya. Pada bagian alas ruang
pengering disusun batu kerikil yang dicat
hitam untuk bahan penyimpan panas bila
terjadi mendung, dan diatasnya disusun
dulang tempat mengeringkan bahan
sebanyak 3 buah dengan jarak 25cm satu
terhadap yang lainnya. Untuk menambah
panas di dalam ruang pengering makaruang pengering dihubungkan dengan
sebuah kolektor berpenutup miring beratap
plastik. Suhu rata-rata dari hasil
pengukuran ditunjukkan pada tabel.1. dan
grafik suhu terhadap jam pangamatan
ditunjukkan pada gambar.1.
Tabel.1. Suhu rata-rata didalam dan diluar
alat pengering
dimana:
Ts = suhu sekitar
T1 = suhu masuk diujung kolektor
T2 = suhu dipertengahan kolektor
T3 = suhu dari kolektor ke ruang pengering
T4 = Suhu batu hitam
T5 = suhu dulang no.3
T6 = suhu dulang no.2
T7 = suhu dulang no.1.
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 5/6
5
Gambar 3. Grafik Suhu terhadap waktu
pengamatan
Tabel 2. Perubahan massa bahan singkong
setelah empat hari pengamatan
Gambar 4. Grafik perubahan massa bahan
singkong terhadap waktu pengeringan.
Pada Gambar 3. dapat dilihat
bahwa suhu di dalam ruang pengering
lebih besar dari pada diluar ruang pengering, hal ini disebabkan karena udara
panas yang ada pada kolektor dialirkan ke
dalam ruang pengering. Suhu didalam
ruang pengering tertinggi tercapai pada
pukul 12.00 WIB dan menurun ke pukul
13.00 WIB disebabkan suhu di luar ruang
pengering menurun dan naik lagi pada
pukul 13.00 WIB, jadi diperkirakan suhu
di dalam rung pengering mencapai
maksimum antara pukul 12.00 s/d
jam13.00 WIB jika suhu disekitar tetapkonstan. Suhu pada setiap dulang didalam
ruang pengering hampir homogen karena
udara panas yang ada di dalam ruang
pengering ditarik oleh ventilator keluar
melewati cerobong yang ada diatas ruang
pengering.
Berdasarkan Tabel 2. dan Gambar
4. untuk dulang berisi singkong, terlihat
bahwa massa bahan kering terkecil terjadi
pada dulang No. 1 sebesar 219,5 g dengan
suhu dulang No. 1 pada waktu tersebut
bernilai maksimum yaitu 47 °C dan massa
tertinggi dari semua dulang yang berada di
dalam alat pengering adalah 223,83 g, hal
ini terjadi pada dulang No. 3, karena
dulang tersebut memiliki suhu terendah di
antara dulang No.1 dan No. 2 pada pukul
09.00 WIB sebesar 36 °C. Sedangkan
dulang No. 4 memiliki massa terkering
yang lebih besar dari pada massa terkering
bahan yang menggunakan alat pengering,yaitu 241,83 g.
KESIMPULAN
1. Telah berhasil dibuat alat pengering
surya menggunakan kolektor
berpenutup miring.
2. Suhu Kolektor tertinggi adalah 79oC
yang terjadi pada pukul 12.00 WIB
dengan intensitas surya maksimum
sebesar 3,06 MJ/m2
.
7/21/2019 PDF Metpen Brop
http://slidepdf.com/reader/full/pdf-metpen-brop 6/6
6
3. Suhu pada dulang di dalam ruang
pengering lebih tinggi, yaitu sebesar
49,5oC dibandingkan suhu dulang di
luar ruang pengering ( konvensional )
yang memiliki suhu maksimum
sebesar 38,5o
C.4. Massa bahan kering paling kecil
terjadi pada penelitian menggunakan
alat surya yaitu sebesar 219,5 g (
bahan singkong ), 144,66 g ( bahan
pisang ), sedangkan pengeringan
secara konvensional memiliki massa
bahan kering sebesar 241,83 g ( bahan
singkong ), 158,33 g ( bahan pisang ).
5. Kadar air bahan setelah tiga hari
pengamatan menggunakan alat
pengering surya lebih kecildibandingkan secara konvensional,
yaitu sebesar 2,72 % ( bahan singkong
), 5,75 % ( bahan pisang ), sedangkan
secara konvensional sebesar 5,9 % (
bahan singkong ), 8,12 % ( bahan
pisang ).
6. Perubahan suhu, kelembaban, massa
bahan dan kandungan air bahan
tergantung dari besarnya radiasi surya,
semakin tinggi radiasi surya, maka
semakin tinggi suhu yang ada pada
alat pengering yang kemudian
mengakibatkan terjadinya penguapan
kadar air bahan sehingga kelembaban
semakin kecil dan bahan menjadi
kering.
7. Berdasarkan kesimpulan poin 3,4 dan
5, telah terbukti bahwa pengeringan
menggunakan alat pengering surya
lebih efisien dibandingkan
pengeringan secara konvensional.
DAFTAR PUSTAKA
Ginting, Maksi. 1996. Pembuatan dan
Pengujian Alat Pengering Surya
Untuk Hasil-hasil Pertanian, Thesis
Jurusan Ilmu Fisika FMIPA,
Universitas Indonesia, Jakarta.
J. Jansen, Ted. 1995. Teknologi Rekayasa
Surya. Terjemahan Prof. Wiranto
Arismunandar. PT. PradnyaParamita, Jakarta.
top related