Analisis Percobaan Dan Hasil

4.3 Pengaruh Perubahan Temperatur terhadap pengeringan

Tabel 4.11. Tabel Data Pengamatan Percobaan Pengaruh Perubahan Temperatur skala 1T (menit)Wi (gram)Ws(gram) v1 (m/s) v2 (m/2) v3 (m/s) v4 (m/s) v5 (m/s)Twu (oC)Tdu (oC)Twd (oC)Tdd (oC)

07006711.8221.61.5262925.728.7

36996711.62.121.91.6262925.728.7

66996711.82.32.321.7262925.728.7

96986711.51.9221.7262925.728.7

126976711.621.91.81.5262925.728.7

156976711.821.91.81.5262925.728.7


06886571.7221.61.5262925.728.7

36876571.81.91.91.61.2262925.728.7

66876571.7221.81.4262925.728.7

96866571.8221.61.3262925.728.7

126866571.7221.61.2262925.728.7

156856571.8221.71.3262925.728.7


07206971.41.91.91.71.527.537.52737

37186971.41.921.71.627.537.52737

67166971.421.91.81.527.537.52737

97166971.41.921.81.627.537.52737

127146971.61.821.91.627.537.52737

157136971.821.91.91.727.537.52737

Mencari banyaknya kandungan air dalam pasir (xi)Kandungan air dalam pasir dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Dimana: = kandungan air dalam pasir (gram air/ gram padatan kering) = berat pasir dalan tray selama pengamatan (gram) = berat pasir kering dengan tray (gram) = padatan kering (gram)Data kandungan air dalam pasir:Tabel 4.14. Tabel Kandungan Air dalam Pasir pada saat Temperatur skala 2T (menit)Wi (gram)Ws (gram)Xi

07006710.043219

36996710.041729

66996710.041729

96986710.040238

126976710.038748

156976710.038748

Tabel 4.15. Tabel Kandungan Air dalam Pasir pada saat Temperatur skala 4T (menit)Wi (gram)Ws (gram)Xi

06886570.047184

36876570.045662

66876570.045662

96866570.04414

126866570.04414

156856570.042618

Tabel 4.16. Tabel Kandungan Air dalam Pasir pada saat Temperatur skala 7T (menit)Wi (gram)Ws (gram)Xi

07206970.032999

37186970.030129

67166970.02726

97166970.02726

127146970.02439

157136970.022956

Dari data tersebut dapat disajikan dalam bentuk grafik hubungan kandungan air (xi) terhadap waktu, sebagai berikut:

Gambar 4.7. Grafik hubungan kandungan air untuk setiap skala temperaturMencari laju pengeringan yang terjadiPersamaan yang digunakan untuk mencari besarnya laju pengeringan adalah:

Dimana: = laju pengeringan (gram air/ menit. cm2) = luas permukaan pengeringan (cm2)t = waktu pengamatan (menit)Tabel 4.17. Tabel laju pengeringan air dalam Pasir pada saat temperatur skala 1T (menit)Wi (gram)R (gram air/ menit .cm2)

0700

36990.000556

66990

96980.000556

126970.000556

156970

Tabel 4.18. Tabel laju pengeringan air dalam Pasir pada saat temperatur skala 4T (menit)Wi (gram)R (gram air/ menit .cm2)

0688

36870.000556

66870

96860.000556

126860

156850.000556

Tabel 4.19. Tabel laju pengeringan air dalam Pasir pada saat temperatur skala 11T (menit)Wi (gram)R (gram air/ menit .cm2)

0720

37180.001111

67160.001111

97160

127140.001111

157130.000556

Hubungan antara laju pengeringan terhadap waktu digambarkan oleh kurva dibawah ini:

Gambar 4.8. Grafik laju pengeringan untuk setiap skala temperaturMenghubungkan kandungan air dengan laju pengeringanTabel 4.20. Tabel hubungan kandungan air dengan laju pengeringan untuk setiap skala temperaturSkala 1Skala 4Skala 7

XiRiXiRiXiRi

0.0432190.0471840.032999

0.0417290.0005560.0456620.0005560.0301290.001111

0.04172900.04566200.027260.001111

0.0402380.0005560.044140.0005560.027260

0.0387480.0005560.0441400.024390.001111

0.03874800.0426180.0005560.0229560.000556

Gambar 4.8. Grafik hubungan kandungan air dengan laju pengeringanMencari laju penguapan yang terjadiPersamaan yang digunakan untuk mencari laju penguapan:

Dimana:m = laju penguapan (g/s)vi = kecepatan rata-rata udara pengering (cm/s) = densitas udara (g/L)A = luas penampang (cm2)H = selisih kelembapan upstream dan downstreamNilai densitas udara (), diperoleh melalui perhitungan berikut:

Tabel 4.22. Tabel laju penguapan air dalam Pasir pada saat temperatur skala 1T (menit)V (m/s)Twu (oC)Tdu (oC)Huu Twd (oC)Tdd (oC)hudm

01.7826290.78725.728.70.7830.496996

31.8426290.78725.728.70.7830.513748

62.0226290.78725.728.70.7830.564006

91.8226290.78725.728.70.7830.508164

121.7626290.78725.728.70.7830.491412

151.826290.78725.728.70.7830.50258


01.7626290.78725.728.70.7830.491412

31.6826290.78725.728.70.7830.469075

61.7826290.78725.728.70.7830.496996

91.7426290.78725.728.70.7830.485827

121.726290.78725.728.70.7830.474659

151.7626290.78725.728.70.7830.491412


01.6827.537.50.46227370.4580.45624

31.7227.537.50.46227370.4580.467103

61.7227.537.50.46227370.4580.467103

91.7427.537.50.46227370.4580.472534

121.7827.537.50.46227370.4580.483397

151.8627.537.50.46227370.4580.505123

Gambar 4.10. Grafik laju penguapan untuk setiap skala temperatur

Analisis PercobaanPercobaan ketiga bertujuan untuk mengetahui dan menentukan besar pengaruh temperature udara tray drier terhadap kecepatan pengeringan. Untuk mengetahui pengaruh temperature tersebut, digunakan tiga variasi skala temperature pada alat tray drier, yaitu 1,4, dan 7. Sedangkan, untuk variable lain yaitu ukuran pasir (diameter partikel) dan kecepatan angin diset sama untuk 3 kali pengambilan data yaitu masing-masing 0,5 mm diameter partikel dan skala 4 pada penyetelan laju angin. Luas permukaan tray pada 3 kali pengambilan data pada percobaan ini adalah sama karena tray yang digunakan adalah tetap.Pada awal percobaan, sejumlah pasir kering yang sudah disaring terlebih dahulu dimasukan ke dalam penampang pada tray dan meratakan permukaannya. Hal ini penting agar proses pengeringan tidak hanya berpaku di satu titik yang luas permukaannya besar, karena laju pengeringan akan semakin baik apabila luas permukaan kontak antara bahan yang ingin dikeringkan dengan udara kering semakin besar. Kemudian, pasir tersebut dibasahi dengan aquades secara perata dengan jumlah tertentu. Aquades merupakan variable yang ingin dikeringkan pada percobaan ini. Setelah dibasahi, pasir dalam tray tersebut kemudian dimasukan ke dalam drier untuk dikeringkan. Alat tray drier berfungsi untuk mengeringkan pasir yang terbasahi dengan aquades dengan cara mengalirkan udara kering, sehingga akan terjadi perpindahan massa air dari pasir basah ke udara. Pada percobaan ini divariasikan besar nilai variasi skala temperatur pemanas pada tray drier. Angka yang lebih besar pada alat ini menandakan suhu yang semakin tinggi. Pada percobaan ini skala yang divariasikan adalah 1,4, dan 7. Sebelum tray dimasukan ke dalam tray drier, harus dilakukan pengukuran terlebih dahulu terhadap nilai massa tray kosong, tray berisi pasir kering, dan tray berisi pasir basah yang menjadi basis awal proses pengeringan. Kemudian alat pengering dinyalakan dan dilakukan pengambilan data. Pengambilan data dilakukan setiap 3 menit selama 15 menit untuk setiap nilai variasi temperaatur. Data yang diambil pada setiap interval waktu adalah suhu udara pengering sebelum melewati dan sesudah melewati tray (upstream dan downstream). Pada setiap titik stream terdapat dua jenis suhu yang akan diukur dengan menggunakan thermometer. Yaitu temperature bola kering dan temperature bola basah. Kemudian juga dilakukan pengukuran terhadap kecepatan udara pengering yang keluar dari tray drier pada keempat titik sudut dan titik tengah pada keluarannya dengan menggunakan alat digital anemometer. Data berat basir yang berubah selama pengeringan juga dicatat setiap interval waktu tersebut.Analisis HasilBerdasarkan hasil percobaan ketiga yang mengukur variasi suhu pengering terhadap kecepatan pengeringan, didapatkan hasil yang berbeda untuk setiap suhu. Pada percobaan ini dilakukan pengukuran untuk variasi skala suhu 1,4, dan 7. Semakin tinggi skala suhu, temperature pemanas akan semakin tinggi. Berdasarkan teori, laju pengeringan berbanding lurus dengan temperature udara pengering. Semakin besar suhu pengering, akan semakin cepat proses perpindahan massa berlangsung. Ini diakibatkan karena semakin banyak energy yang didapatkan untuk proses penaikan temperature fluida sampai ke titik didihnya. Pada percobaan ini hasih yang didapatkan tidak sesuai teori, karena tidak ada perbedaan laju pengeringan yang berarti untuk setiap perubahaan suhu. Data hasil percobaan seeprti berat tray kosong, berat tray dengan pasri kering, dan berat tray denga pasir basah didapatkan langsung dari hasil percobaan. Secara umum, berat pasir basah pada awal dan akhir percobaan akan mengalami pengurangan yang menandatakan peristiwa drying sudah berlangsung. Namun, tidak ada perbedaan berarti antara selisih berat pasir untuk setiap variasi suhu yang menandakan perbedaan laju pengeringan. Analisis PerhitunganPada percobaan ketiga dilakukan penghitungan untuk mengetahui pengaruh temperature pengering terhadap proses pengeringan. Perhitungan dilakukan dengan mengolah data hasil pengamatan dengan perhitungan laju pengeringan dan laju penguaan terhadap kandungan air tersisa selama proses perhitungan. Hal pertama yang dilakukan adalah menghitung banyak air yang menguap selama pengeringan dengan menggunakan persamaan:

Kemudian dilakukan penghitungan jumlah air dalam tray dengan cara mengurangi total berat tray berisi pasir basah dengan berat tray yang berisi pasir kering. Fraksi air (Xi) merupakan jumlah air yang tersisa pada pasir selama proses pengeringan atau jumlah massa air per massa padatan kering.Kedua, dilakukan penghitungan data selisih berat pasir basah dikeringkan per interval waktu dengan luas permukaan pengeringan. Hal ini dilakukan untuk menghitung laju pengeringan. Dalam menghitung ini, digunakan persamaan:

Pada hal ini, laju pengeringan menjadi variabel terhadap

Laju pengeringan menjadi variabel terhadap hasil pengeringan karena semakin besar laju pengeringan maka hasil pengeringan semakin baik tercapai. Laju pengeringan juga memperhitungkan berat pasir selama pengeringan karena pada proses pengeringan ini berusaha mengeluarkan kandungan air dalam pasir terbasahi. Semakin besar selisih berat pasir terbasahi dalam rentang waktu tertentu selama proses pengeringan maka laju pengeringan semakin tinggi. Ketiga, perhitungan laju penguapan. Lain halnya dengan laju pengeringan, laju penguapan menandakan seberapa besar air yang terkandung dalam pasir terbasahi dapat menguap, berpindah ke udara pengering dalam proses pengeringan, berdasarkan rumus tersebut :

Perhitungan ini melibatkan nilai kelembaban udara dalam pengeringan berdasarkan suhu basah dan kering dari area inlet (upstream) dan outlet (downstream). Secara teoritis, laju penguapan dan laju pengeringan seharusnya menunjukkan nilai yang sama, sehingga karakteristik data serta grafik yang diperoleh juga serupa.

Analisis GrafikPada percobaan ketiga setelah melakukan pengolahan data akan didapatkan 3 grafik. Grafik pertama menunjukan grafik kandungan air vs waktu. Pada grafik ini menunjukan hubngan antara waktu pengeringan dengan banyaknya kandungan air yang berkurang atau yang dikeringkan. Berdasarkan percobaan, ketiga skala temperature menunjukan trend yang sama yaitu seiring dengan berjalannya waktu kandungan air yang diuapkan akan semakin banyak. Namun, pada skala temperature 7 menunjukan kemiringan yang lebih curam dari skala temperature lainnya. Hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi temperature, peristiwa pengeringan akan berjalan semakin cepat. Setelah itu, dilakukan penghitungan laju pengeringan. Pada grafik kedua, ditunukan hubungan antara laju pengeringan dengan waktu. Laju pengeringan dihitungan dengan menghitung pengurangan berat pada percobaan persatuan waktu. Dari grafik hasil percobaan. Untuk skala temperature 4 dan 7 tidak terdapat hubungan yang jelas antara laju pengeringan dengan waktu. Pada kedua grafik tersebut, laju pengeringan fluktuatif dengan turun-naik selama berjalannya waktu. Kurva 1 menunjukan hubungan yang sesuai teori yaitu, akan terjadi kenaikan laju pengeringan, kemudian laju pengeringan tersebut akan konstan dan kemudian akan terjadi pengurangan laju pengeringan pada akhir percobaan. Semakin tinggi suhu udara pengering, laju pengeringan akan semakin tinggi. Hal ini diakibatkan oleh kelembaban relative udara yang semakin kecil sehingga memperbesar driving force peristiwa perpindahan massa. Deviasi grafik skala temperature 4 dan 7 menunjukan adanya beberapa kesalahan yang mempengaruhi data praktikum yang akan dijelaskan pada analisis kesalahan. Pada grafik ketiga, digambarkan laju penguapan air untuk setiap skala temperature. Berdasarkan teori, semakin besar temperature udara pengering, akan semakin besar laju penguapannya. Sehingga pada percobaan skala temperatur 1 seharusnya akan menghasilkan laju penguapan yang terkecil. Namun, berdasarkan grafik skala temperature 7 menghasilkan laju penguapan yang terkecil, Ini diakibakan karena perbedaan suhu pada upstream dan downstream baik untuk dry bulb dan wet bulb yang terlalu kecil untuk suhu yang sedemikin tinggi, sehingga akan menghasilkan data laju penguapan yang kecil akibat perbedaan humiditas upstream dan downstream yang kecilAnalisis KesalahanPada percobaan ketiga, terdapat beberapa kesalahan yang mempengaruhi hasil pengolahan data praktikum antara lain: Pengukuran suhu wetbulb dan drybulb yang tidak terautomasi sehingga ketika alat pengukur suhu diletakan pada tray drier, terjadi perubahan profil aliran fluida yang dapat mengganggu proses perpindahan massa dan perpindahan kalor. Selain itu, hal ini juga berpengaruh terhadap pembacana suhu wetbulb dan drybulb. Pengukuran suhu upstream dan downstream yang dilakukan dengan cara memasukan sebagian dari thermometer ke dalam tray drier. Hal ini dapat mengubah profil aliran fluida kering dan mengganggu proses perpindahan massa. Pengukuran suhu wetbulb dan drybulb yang menggunakan termoter raksa dengan skala yang besar. Sehingga pada proses pengambilan data pada upstream dan downstream tidak dapat perbedaan berarti. Timbangan yang tidak terkalibrasi. Timbangan pada percobaan yang angkanya terus berubah-ubah akan mempengaruhi hasil yang didapat karena perbedaan sedikit saja pada data kandungan air yang dihilangkan akan berdampak pada laju pengeringannya yang berubah Termometer wetbulb yang tidak terbasahi sempurna. Suhu wetbulb merupakan suhu saat kelembaban udara ada pada kondisi jenuh. Apabila bola basah pada thermometer wetbulb tidak terbasahi sempurna, suhu yang dicatat bukan merupakan suhu bola basah. Hal ini akan berpengaruh pada nilai laju penguapan yang dihitungan dengan menggunakan psychometric chartKesimpulanSemakin tinggi temperature udara pengering, laju pengeringan akan semakin meningkat. Semakin tinggi temperature juga akan menaikan laju penguapan karena akan mempercepat proses perpindahan kalor sehingga proses perpindahan massa akan berlangsung lebih cepat. Dari data hasil percobaan, laju pengeringan untuk skala temperature 7 akan menghasilkan laju pengeringan yang tinggi, dan sekala tempertur 1 akan menghasilkan laju pengeringan yang rendah. Namun pada penghitungan laju penguapan dengan menggunakan temperature dry bulb dan wet bulb hasil yang didapat adalah tidak sesuai teori karena penguapan tertinggi terjadi pada skala temperature 1.

Documents

Analisis Percobaan Dan Hasil