MAKALAH

MATA KULIAH ALSIN PASCA PANEN

ANALISA PERPINDAHAN PANAS PADA MODEL ALAT PENGERING

OLEH :

- Sony Andre Pratikto

- Albert

- Nelli Susanti

- Meiman

- Reynold

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2011

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Indonesia sebagai Negara kepulauan terletak didaerah tropis yang sebagian besar

penduduknya bermata pencaharian sebagai petani dan nelayan. Pada hasil pertanian di

indonesia banyak dipengaruhi oleh cuaca dan kondisi alam yang sulit diprediksi oleh

banyak pihak. Hal ini menyebabkan banyak produk petani mendapatkan hasil yang tidak

bagus, yang akhirnya dapat menurunkan pendapatan para petani.

Berbagai hasil pertanian hanya akan dapat bertahan lama bila dilakukan proses

pengawetan. Salah satu proses pengawetan yang umum digunakan adalah dengan cara

pengeringan.

Sistim pengering dengan menggunakan energi matahari secara tradisional dengan

cara penjemuran di alam terbuka dibawah sinar matahari dimana bahan yang akan

dikeringkan diserakkan/dihamparkan dilantai semen atau diatas tikar telah lama

digunakan. Dewasa ini sistim pengering tenaga matahari dengan menggunakan kolektor

terus dikembangkan.Kelebihan alat ini adalah bahan yang dikeringkan ketika hujan dan

malam tiba tidak perlu dipindahkan.Kekurangannya adalah tergantung cuaca, temperatur

pengeringan tidak konstan dan sulit dikontrol.

Peralatan pengeringan dengan energi pemanas listrik biasanya digunakan untuk

pengeringan pakaian, kertas dan pada industri tertentu.Kelebihannya adalah praktis dan

kekurangannya adalah mahal.

Selain pengeringan dengan sistem tersebut diatas, pengeringan dapat dilakukan

dengan bantuan alat pengering mekanis.penegringan secara mekanik meggunakan

peralatan dan sumber energi dengan bantuan energi minyak, gas atau bahan bakar

lainnya. Kelebihan alat ini dapat di operasikan tanpa hambatan iklim tetapi kekurangan

dengan menggunakan energi bahan bakar yaitu objek pengeringan/pengasapan yang

bersentuhan langsung dengan gas asap pembakaran sering terpolusi bau gas asap, karena

bahan bakar yang tidak habis terbakar.

Atas dasar permasalahan tersebut diatas, diperlukan pengkajian suatu model tepat

guna yang akan digunakan untuk pengeringan hasil pertanian. Pengkajian lebih lanjut

terhadap karakteristik distribusi temperatur dan pola aliran fluida pengering/pengasapan

untuk mendapatkan sistem dan peralatan pengering/pengasapan dalam arti teknologi

relatif murah, mudah dioperasikan dan dapat digunakan untuk berbagai macam

pengeringan/pengasapan.

1.2 Tujuan

Tujuan makalah adalah untuk mengetahui karakteristik perpindahan panas dan

pola aliran fluida pada ruang sistim pengering/pengasapan hasil pertanian dengan energi

panas dari bahan bakar, dengan diketahuinya karakteristik perpindahan panas akan

diperoleh peralatan yang optimum Serta terciptanya suatu alat pengering/pengasapan

untuk mengeringkan hasil-hasil pertanian.

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dan Peralatan Pengering

Prinsip dasar proses pengeringan adalah terjadinya pengurangan kadar air atau penguapan

kadar air oleh udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara sekeliling dan

bahan yang dikeringkan. Penguapan ini terjadi karena kandungan air diudara mempunyai

kelembapan yang cukup rendah.

Pada saat proses pengeringan, akan berlangsung beberapa proses yaitu:

Proses perpindahan massa, proses perpindahan massa uap air atau pengalihan

kelembapan dari permukaan bahan kesekeliling udara.

Proses perpindahan panas, akibat penambahan (perpindahan) energi panas

terjadilah proses penguapan air dari dalam bahan ke permukaan bahan atau proses

perubahan fasa cair menjadi fasa uap.

II.2 Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu :

1. Konduksi

2. Konveksi

3. Radiasi

1. Konduksi

KonduksiAdalah proses perpindahan kalor yang terjadi tanpa disertai dengan

perpin dahan partikel-partikel dalam zat itu, contoh : zat padat (logam) yang

dipanaskan. Berdasarkan kemampuan kemudahannya menghantarkan kalor, zat dapat

dibagi menjadi : konduktor yang mudah dalam menghantarkan kalor dan isolator yang

lebih sulit dalam menghan tarkan kalor. Contoh konduktor adalah aluminium, logam

besi, dsb, sedangkan contoh isolator adalah plastik, kayu, kain, dll.

Besar kalor yang mengalir per satuan waktu pada proses konduksi ini tergantung pada:

o Berbanding lurus dengan luas penampang batang

o Berbanding lurus dengan selisih suhu dengan kedua ujung batang, dan

o Berbanding terbalik dengan panjang batang

Secara matematis pernyataan diatas dapat ditulis dengan :

Q/t = banyaknya kalor yang melalui dinding batang selama selang waktu t – J/s

k = konduktivitas thermal – W/mK

A = luas penampang batang – m2

d = panjang batang – m

ΔT = perbedaan suhu kedua ujung batang – K

2. Konveksi

Konveksi Adalah proses perpindahan kalor yang terjadi yang disertai dengan

perpindahan pergerakan fluida itu sendiri. Ada 2 jenis konveksi, yaitu konveksi

alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah pergerakan fluida terjadi karena

perbedaan massa jenis, sedangkan pada konveksi paksa terjadinya pergerakan fluida

karena ada paksaan dari luar. Contoh konveksi alamiah : nyala lilin akan

menimbulkan konveksi udara disekitarnya, air yang dipanaskan dalam panci,

terjadinya angin laut dan angin darat, dsb. Contoh konveksi paksa : sistim pendingin

mobil, pengering rambut, kipas angin, dsb.

Besar laju kalor ketika sebuah benda panas memindahkan kalor ke fluida di sekitarnya

adalah berbanding lurus dengan luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida

dan perbedaan suhu antara benda dengan fluida. Secara matematis persamaan tersebut

dapat ditulis :

Q/t = laju aliran kalor secara konveksi – Watt

H = koefisien konveksi – W/m2K

A = luas penampang permukaan benda – m2

ΔT = perbedaan suhu antara benda dengan fluida – K

3. Radiasi

Radiasi Adalah perpindahan kalor dala m bentuk gelombang elektromagnetik, contoh :

cahaya matahari, gelombang radio, gelombang TV, dsb.

Berdasarkan hasil eksperimen besarnya laju kalor radiasi tergantung pada : luas

permukaan benda dan suhu mutlak benda seperti dinyatakan dalam hukum Stefan-

Boltzman berikut ini : Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan benda hitam

dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu sebanding dengan luas permukaan benda

(A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan benda itu.se cara

matematis persamaan di atas dapat ditulis :

Q/t = laju aliran kalor secara radiasi – Watt

σ (sigma) = tetapan Stefan -Boltzman = 5,67 x 10─8 W/m2K4

A = luas permukaan benda – m2

T = suhu permukaan benda – K4

e = koefisien emisivitas benda

Dalam kehidupan sehari -hari, radiasi dimanfaatkan dalam : pendiangan rumah, efek

rumah kaca, panel surya, dsb.

Azas Black

Teori kalorik menyatakan bahwa setiap benda mengandung sejenis zat alir

(kalorik) yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia.Teori ini diperkena lkan oleh

Antoine Lavoiser.Teori ini juga menyatakan bahwa benda yang suhunya tinggi

mengandung lebih banyak kalor dari pada benda yang suhunya rendah. Ketika kedua

benda disentuhkan, benda yang suhunya tinggi akan kehilangan sebagian kalor yang

diberikan kepada benda bersuhu rendah. Akhirnya para ilmuwan mengetahui bahwa

kalor sebenarnya merupakan ssalah satu bentuk energi. Karena merupakan energi maka

berlaku prinsip kekekalan energi yaitu bahwa semua bentuk energi adalah ekivalen

(setara) dan ketika sej umlah energi hilang, proses selalu disertai dengan munculnya

sejumlah energi yang sama dalam bentuk lainnya. Kekekalan energi pada pertukaran

kalor pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Inggris Joseph Black dengan

pernyataan : kalor yang dilepaskan o leh air panas (Qlepas) sama dengan kalor yang

diterima air dingin (Q terima). Secara matematis pernyataan tersebut dapat ditulis dengan

:

III.PEMBAHASAN

Gambar 2.1 Bagian-bagian model alat pengering

Keterangan :

1. Cerobong

2. Dinding

3. Ruang pengering

4. Ruang pembakaran

5. Rak pengering

6. Jendela pengarah

7. Saluran awal

8. Thermometer

Pada perancangan model alat pengering ini perlu digunakan bahan dasar untuk

pembuatannya, bahan pelat seng, bahan penyekat panas, bahan bakar dan bahan

penyambungan, Adapun bahan-bahan yang diperlukan adalah

III.1 Bahan Pelat Seng (Zn)

Pelat seng yang digunakan sebagai bahan alat model pengering ini adalah jenis

pelat seng rata dengan tebal pelat 1 mm, Dimana plat seng digunakan dalam perancangan

ini dengan ukuran 1580 x 870 mm.

Gambar

2.2 pelat Seng

Pelat seng ini memiliki konduktifitas thermal yang cukup tinggi, yaitu 112,2 W/m

ºC. (Tabel Konduktivitas thermal pada seng dapat dilihat pada lampiran).

Bahan ini pelat seng ini dipilih sebagai bahan dasar pembuatan karena merupakan alat

penghantar panas yang baik dan harganya relatif lebih murah untuk menghemat dana.

Seng adalah logam yang kedua setelah Cu yang diproduksi secara besar sebagai

logam bukan besi.Kekuatannya rendah, tetapi titik cairnya juga rendah 419°C dan

hampir tidak rusak diudara biasa, yang dipergunakan untuk pelapisan pada besi.Juga

dipergunakan sebagai bahan pelat batere kering dan untuk keperluan percetakan.

Paduan 4%Al-1%Cu-Mg-Zn terutama dipergunakan untuk pengecoran cetak.

Dengan paduan ini dapat menghasilkan paduan coran berbentuk rumit, yang umumnya

dipakai untk penggunaan yang praktis dan perhiasan pada komponen mobil, perkakas

listrik untuk dapur, pegangan untuk mesin-mesin kantor dan sebagainya.

• Massa jenis seng : 7140 kg/m3

• Titik Lebur seng : 419 C 0

Sifat – sifat mekanisnya tidak begitu baik, tetapi seng memberikan permukaan

yang sangat bagus, umur pakai dari matres – matres tuang semprot sangat panjang, dan

dapat dikerjakan dengan kecepatan produksi yang tinggi.Juga pekerjaan yang rumit dan

berdinding tipis dapat dengan baik dibuatnya. Lebih dari setengah dari produksi tuang

semprot seng dipakai di industri mobil ( seperti pompa bensin, panel instrumen, tombol

pintu dan sebagainya ).

Contoh-contoh selanjutnya : siku – siku bagian mesin cuci, pengisap debu, mesin

tik, aparatur foto, termasuk dalam proses pembuatan Alat Pengering Kunyit dan lain –

lain. Selanjutnya seng itu sebanyak 20 – 30 % dipakai sebagai unsur paduan di dalam

logam – logam lain.

Sebagai bahan murni seng banyak dipakai dalam bentuk pelat, untuk talang atap,

penutup atap, dan selubung baterai. Untuk penerapan sebagai tutup atap, seng mudah

dpakai,karena seng itu mudah untuk disolder atau dipatri. Suatu sifat lain dari seng ialah,

bahwa ia merupakan bahan tuang yang baik sekali : terutama untuk penuangan, seng

merupakan paduan ringan, dengan 4 % alumunium dan 1 % tembaga.

III.2 Bahan Isolasi (Bahan Penyekat)

Pada perancangan alat pengering digunakan triplek sebagai bahan penyekat

panas, karena bahan penyekat triplek memiliki konduktivitas yang cukup (0.048 W/m

oC) dan tidak terlalu berat untuk dipasangkan pada sisi-sisi dinding alat pengering.

Dengan ukuran 540 mm x 870 mm, tebal 3 mm, Alat penyekat ini digunakan agar panas

yang dihasilkan dari pembakaran tidak terbuang. Penyekat panas ini diletakkan di bagian

samping kiri dan kanan alat pengering.

Bahan isolasi adalah bahan yang menyekat, yang artinya yang tidak

mengantar.Bahan isolasi dibedakan menjadi beberapa bahan (penyekat) sebagai berikut.

• Bahan isolasi (penyekat) listrik.

• Bahan isolasi (penyekat) suara.

• Bahan isolasi (penyekat) getaran.

• Bahan isolasi (penyekat) panas.

Bahan penyekat panas harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

a. Koefisien panas harus rendah

b. Daya tahan lembab (air) yang baik

c. Daya tahan suhu yang tinggi

d. Massa jenis rendah.

Gambar 2.3 Bahan Penyekat Panas Triplek pada sisi kiri dan kanan

Untuk bahan penyekat pada bagian belakang alat pengering dibutuhkan triplek dengan

ukuran 500 mm x 870 mm, tebal 3 mm.

Gambar 2.4 Bahan penyekat panas Triplek pada sisi bagian belakang

III.3 Bahan Bakar

Bahan bakar terbagi atas tiga jenis diantaranya, bahan bakar padat, bahan bakar

cair, bahan bakar gas. Pada proses pengeringan ini bahan bakar yang digunakan adalah

bahan bakar batu bara jenis briket. Dengan komposisi

Carbon = 58,8 %

H2= 6.0

O 2= 29,6

N 2 = 1.3

S = 0.3

Ash = 7.0

(Komposisi bahan briket ini dapat dilihat pada table 3.1)

Briket dibuat dari batu bara halus. butir halus itu berturut-turut diberi pengerjaan

sebagai berikut: pengeringan, pencampuran dengan pek, pemanasan sampai 80 - 90°C,

lalu ditempa dalam cetakan. Briket ini sesuai pula dipakai untuk keperluan rumah tangga.

III.4 Alat Perpindahan Kalor

Pemindah panas yang khas adalah alat yang dapat memindahkan panas atau

energi dari suatu fluida ke fluida yang lain melalui suatu permukaam yang padat.

Analisis perubahannya dan perancangannya melibatkan konveksi dan konduksi.

Dengankata lain, alat pemindah panas di industrui, terutama industri proses, kebanyakan

hanya melibatkan peristiwa konduksi dan konveksi.

Alat pemindah panas tersebut adalah panas penukar (Heat Exchanger =

HE).penukar panas dibedakan beberapa jenis yaitu :

• HE untuk memanasi ( contoh pemanas = heater)

• HE untuk mendinginkan ( contoh pendingin = cooler )

• HE untuk menguapkan ( contoh penguap = evaporator, ketel uap = boiler)

• HE untuk mengembunkan ( contoh pengembun = condensor)

Di dalam HE selalu melibatkan dua fluida melalui batasan dibawah ini :

Fluida pendingin dan yang didinginkan

• Fluida pemanas dan yang dipanaskan

III.5 Mekanisme Perpindahan Kalor

Mekanisme Perpindahan Kalor dibagi menjadi tiga , yaitu :

• Perpindahan Kalor Konduksi

• Perpindahan Kalor Konveksi

• Perpindahan Kalor Radiasi

a. Perpindahan Kalor Konduksi

Adanya gradient temperatur akan terjadi perpindahan panas. Dalam benda

padat perpindahan panas timbul karena gerakan antar atom pada temperatur yang

tinggi, sehingga atom-atom tersebut dapat memindahkan panas.Didalam cairan atau

gas, panas dihantar oleh tumbukan antar molekul.

Persamaan Dasar Konduksi :

q = -k A dX/dT

Keterangan :

q = laju perpindahan panas

k = konduktifitas termal

A = luas penampang

b. Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan panas terjadi secara konveksi dari pelat ke sekeliling atau

sebaliknya.Perpindahan panas konveksi dibedakan menjadi dua yaitu konveksi bebas

dan konveksi paksa.

Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konveksi

Pada konveksi pelat akan mendingin lebih cepat

Gambar 2.6 Konveksi Paksa

Adapun persamaan dasar konveksi, adalah :

TW> T ∞

q = h A (Tw – T) ∞

Keterangan :

q = laju perpindahan panas

h = koefisien perpindahan panas konveksi

A= luas permukaan

Tw = temperatur dinding

T∞= temperatur sekeliling

Prinsip Perpindahan kalor Secara Konveksi

Panas yang dipindahkan pada peristiwa konveksi dapat berupa panas laten dan

panas sensible. Panas laten adalah panas yang menyertai proses perubahan fasa, sedang

panas sensible adalah panas yang berkaitan dengan kenaikan atau penurunan temperatur

tanpa perubahan fasa.

c. Perpindahan Kalor Radiasi

Perpindahan panas oleh perjalanan foton yang tak terorganisasi. Setiap benda-

benda terus-menerus memancarkan foton secara serampangan didalam arah,waktu, dan

energi netto yang dipindahkan oleh foton tersebut, diperhitungkan sebagai panas.

Persamaan Dasar Radiasi :

q = αA (T14-T2

4)

Keterangan :

q = laju perpindahan panas

A = luas permukaan

α= tetapan Stefan boltzman α

T1,T2= temperatur permukaan

Gabungan Konduksi, Konveksi & Radiasi

Gambar 2.7 Gabungan Konveksi, Konduksi, Dan Radiasi

III. 6 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dan Peralatan Pengering

Prinsip dasar proses pengeringan adalah terjadinya pengurangan kadar air atau

penguapan kadar air oleh udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara

sekeliling dan bahan yang dikeringkan. Penguapan ini terjadi karena kandungan air

diudara mempunyai kelembapan yang cukup rendah.

Pada saat proses pengeringan, akan berlangsung beberapa proses yaitu:

- Proses perpindahan massa, proses perpindahan massa uap air atau pengalihan

kelembapan dari permukaan bahan kesekeliling udara.

- Proses perpindahan panas, akibat penambahan (perpindahan) energi panas terjadilah

proses penguapan air dari dalam bahan ke permukaan bahan atau proses perubahan

fasa cair menjadi fasa uap.

Kedua proses tersebut diatas dilakukan dengan cara menurunkan Kelembapan

relatif udara dengan mengalirkan udara panas disekeliling bahan sehingga tekanan uap

air bahan lebih besar dari tekanan uap air di udara sekeliling bahan yang di

keringkan.perbedaan tekanan ini meneyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan

keudara luar. Untuk meningkatkan perbedaantekanan udara antara permukaan bahan

dengan udara sekelilingnya dapat dilakukan dengan memanaskan udara yang

dihembuskan ke bahan.Makin panas udara yang dihembuskan mengelilingi bahan, maka

banyak pula uap air yang dapat di ttarik oleh udara panas pengering.

Energi panas yang berasal dari hasil pembakaran menyebabkan naiknya

temperature ruang pembakaran.Karena adanya perbedaan temperatur antara ruang

pembakaran dengan lemari pengering, maka terjadi perpindahan panas konveksi alamiah

didalam alat pengering.Udara panas didalam lemari pengering mempunyai densitas yang

lebih kecil dari udara panas diruang pembakaran sehingga terjadi aliran udara.

Cara perpindahan panas konveksi erat kaitannya dengan gerakan atau aliran

fluida.Salah satu segi analisa yang paling penting adalah mengetahui apakah aliran fluida

tersebut laminar atau turbulen.Dalam aliran laminar, aliran dari garis aliran (streamline)

bergerak dalam lapisan-lapisan, dengan masing-masing partikel fluida mengikuti lintasan

yang lancar serta malar (kontiniu).Partikel fluida tersebut tetap pada urutan yang teratur

tanpa saling mendahului.Sebagai kebalikan dari gerakan laminar, gerakan partikel fluida

dalam aliran turbulen berbentuk zig-zag dan tidak teratur.Kedua jenis aliran ini

memberikan pengaruh yang besar terhadap perpindahan panas konveksi.

Bila suatu fluida mengalir secrara laminar sepanjang suatu permukaan yang

mempunyai suhu berbeda dengan suhu fluida, maka perpindahan panas terjadi dengan

konduksi molekulardalam fluida maupun bidang antara (interface) fluida dan permukaan.

Sebaliknya dalam aliran turbulen mekanisme konduksi diubah dan dibantu oleh banyak

sekali pusaran-pusaran (eddies) yang membawa gumpalan fluida melintasi garis aliran.

Partikel-partikel iniberperan sebagai pembawa energy dan memindahkan energi dengan

cara bercampur dengan partikel fluida tersebut. Karena itu, kenaikan laju pencampuran

(atau turbulensi) akan juga menaikkan laju perpindahan panas dengan cara konveksi

Untuk menganalisa distribusi temperatur dan laju perpindahan panas pada

peralatan pngeringan, diperlukan neraca energi disamping analisis dinamika fluida dan

analisi lapisan batas yang terjadi. Setelah kiat melakukan neraca energi terhadap sistem

aliran itu, dan kita tentukan pengaruh aliran itu tehadap beda temperatur dalam fluida

maka distribusi temperature dan laju perpindahan panas dari permukaan yang dipanaskan

ke fluida yang ada diatasnya dapat diketahui.

Keseimbangan energi panas dapat dilihat dalam rumusan berikut:

Qudout = mudCpdT = Qin = mairLHair

Perpindahn panas konveksi dinyatakan dalam bentuk:

Qkonveksi = hc.A.Dt

Pada sistem konveksi bebas dikenal suatu variable tak berdimensi baru yang sangat

penting dalam penyelesaian semua persoalan konveksi alami, yaitu angka Grashof Gr

yang peranannya sama dengan peranan angka Reynolds dalam sistem konveksi paksa,

didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya apung dengan gaya viskositas di dalam

sistem aliran konveksi alami.

Grƒ =

Dimana koefisien muai volume β untuk gas ideal, β = 1/T.

Koefisien perpindahan panas konveksi bebas rata-rata untuk berbagai situasi dapat

dinyatakan dalam bentuk fungsi:

ƒ = = C (GrƒPrƒ)m

dimana subscrip f menunjukkan bahwa semua sifat-sifat fisik harus di evaluasi

pada suhu film,

Tƒ =

Produk perkalian antara angka grashof dan angka prandtl disebut angka Rayleigh:

Ra = Gr . Pr

III.7 Konveksi Bebas pada Pelat Horizontal

Untuk permukaan vertical angka nussel dan grashof diberi bentuk dengan L, sehingga:

NuL = C (GrL PrL)m………...(JP.Holman, perpindahan panas; hal 302)

Dimana:

c dan m = konstanta (lihat pada table 3.2)

GrL PrL= angka grasof dan prandil

Sedangkan untuk menghitung Gr L PrLadalah:

Gr L PrL =

Dimana:

G = grafitasi (m/s)

β = konstanta

ΔT = beda temperatur

L = panjang permukaan (m)

V = kecepatan aliran (m2/s)

Untuk β dievaluasi dari Te

Te = Tw – 0,25 (Tw - T∞)………(JP.Holman: perpindahan panas; hal 312)

Dimana:

Tw = suhu dinding rata-rata (K)

T∞ = suhu udara rata-rata (K)

III.8 Nilai kalor bahan bakar

Nilai kalor atas (High Heating Value, HHV) merupakan nilai kalor yang diperoleh

secara experimen menggunakan kalorimeter dimana hasil pembakaran bahan bakar

didinginkan sampai suhu kamar sehingga sebagian uap air yang terbentuk dari

pembakaran hidrogen mengembun dan melepaskan panas latennya. Besarnya nilai kalor

atas (HHV) bahan bakar dapat dihitung dengan rumus Dulong sebagai berikut:

HHV = 33950 C + 144200 + 9400 S(kJ/kg) (Cup,Archiie, W. , Prinsip-prinsip Konversi

energy, hal : 46)

dimana:

HHV = Nilai kalor atas (kJ/kg)

C = Persentase karbon dalam bahan bakar

H2 = Persentase hidrogen dalam bahan bakar

O2 = Persentase oksigen dalam bahan bakar

S = Persentase sulfur dalam bahan bakar

Nilai kalor bawah (Low Heating Value, LHV) merupakan nilai kalor bahan bakar

tanpa panas laten yang berasal dari pengembunan uap air. Umumnya kandungan hidrogen

dalam bahan bakar berkisar 15 %, yang berarti bahwa setiap satu satuan bahan bakar 0,15

bagian merupakan hidrogen. Pada proses pembakaran sempurna air yang dihasilkan dari

pembakaran bahan bakar adalah setengah dari jumlah mol hidrogennya.

Selain berasal dari pembakaran hidrogen, uap air yang terbentuk pada proses

pembakaran dapat berasal dari kandungan air yang memang sudah ada dalam bahan bakar

(moisture). Panas laten pengkondensasian uap air pada tekanan parsial 20 kN/m3.

Sehingga besarnya nilai kalor bawah dapat dihitung dengan rumus berikut:

LHV = HHV - 2400 ( M + 9 H2 ) (kJ/kg) Cup,Archiie, W. , Prinsip-prinsip Konversi

energy, hal : 46)

dimana:

LHV = Nilai kalor bawah (kJ/kg)

M = Kandungan air dalam bahan bakar (moisture)

Perbandingan energi yang dibutuhkan untuk mengkeringkan kunyit hingga kadar air

8% dengan energi yang dihasilkan oleh bahan bakar disebut effesiensi thermal bahan

bakar. Dan dapat dihitung dengan rumus dibawah ini :

Dimana :

q = Energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan kunyit (kJ)

m = massa bahan bakar (kg)

Sedangkan untuk menghitung massa bahan bakar adalah :

n = Banyak bahan bakar

m = massa bahan bakar (kg)

Energi yang dibutuhkan kunyit (kJ)

Dimana :

Hl = Kalor laten (2257 kJ/kg)

mkb

= Massa kunyit sebelum pengeringan (kg)

mka

= Massa kunyit sesudah pengeringan (kg)

IV. PENUTUP

KESIMPULAN

Semakin tinggi suhu dan tekanan ruang pengering maka koefisien perpindahan panas

konveksi dan koefisien laju pengeringan cenderung meningkat.

Dengan adanya pengkajian suatu model tepat guna yang akan digunakan untuk

pengeringan hasil pertanian. Pengkajian terhadap karakteristik distribusi temperatur

pengering tersebut dengan diketahuinya karakteristik perpindahan panas maka akan diperoleh

peralatan yang optimum, teknologi relatif murah, mudah dioperasikan dan dapat digunakan

untuk berbagai macam pengeringan/pengasapan.

KOMENTAR :

Pada jurnal ini menjelaskan tentang analisis bahan untuk alat pengering tipe rak.Untuk

pengeringan dengan alat ini sangat baik karena bahan dan komponen yang mudah didapat

dan relatif murah serta pengoperasian alat yang tidak sulit.Namun pembahasan mengenai laju

perpindahan panas kurang lengkap sehingga sedikit menyulitkan dalam pencarian literatur.

DAFTAR PUSTAKA

Brooker, Donald B, Fred W Bakker-Arkema, dan Carl W Hall. 1992. Drying and Storage of Grains and Oilseeds. Van Nostrand Reinhold. New York.

Chakraverty, Amalendu. 2001. Postharvest Technology. Science Publisher. Inc., Enfield.

Kreith, F. 1973. Principles or Heat Transfer.Harper and Row Publisher.Inc. New York. USA.

Rachmawan, Obin. 2001. Pengeringan, Pendinginan, dan Pengemasan Komoditas Pertanian. Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.

Watson, E. L., dan V. K. Bhargava. 1974. Thin Layer Drying Studies on Wheat. Canadian Agricultural Engineering.Vol 16 (1).

DAFTAR ISTILAH

Satuan

out udQ = Energi panas yang keluar dari daru udara pengering ( W ) udm =Massa udara pengering yang di alirkan ke ruang pengering ( Kg/s ) pC = Panas jenis udara ( J/kg.ºC ) dT = Beda temperatur udara masuk dan keluar alat pengering ( ºC ) inair Q = Energi yang dibutuhkan untuk menguapkan kadar air di dalam bahan yang

dikeringkan ( W ) airm = Massa kadar air yang dikeringkan ( Kg/s ) airLh = Panas laten penguapan air ( J/kg.ºC ) konveksiQ= Laju perpindahan panas konveksi ( W ) hc = Koefisien perpindahan panas konveksi ( W/m².ºC ) A = Luas permukaan perpindahan panas konveksi ( m² ) dT = Beda temperature antara fluida dan permukaan padat ( ºC ) C = Angka dari hasil penelitian Re = Angka Reynold n = Bilangan hasil penelitian m = Bilangan hasil penelitian Pr = Angka Prantl k = Konduktivitas thermal ( W/m.ºC ) U = Kecepatan udara ( m/s ) Q = Perpindahan panas konveksi ( W ) sq = Perpindahan panas rata-rata ( W ) ΔT = Beda temperature = TTw ( ºC ) ß = Koefisien Ekspansi thermal Volumetrik ( K ) g = Percepatan gravitasi ( m²/s ) ρ = Massa jenis ( Kg/m³ ) μ = Viskositas ( Kg/s.m ) L = Panjang karakteristik ( m ) Nu = Angka Nusselt v = Viskositas kinematik ( m²/s ) Ra = Angka Reyleigh Gr = Angka Grashof x = Posisi local terhadap koordinat x α = Difusifitas thermal ( m²/s ) Bo = Angka Boussinesg H = Ketinggian θ = Sudut koordinat ( rad ) dbMC = Kadar air berdasarkan dry basis ( % ) a = Berat bahan sebelum pengeringan ( kg ) b = Berat bahan setelah pengeringan ( kg ) wbMC = Kadar air bahan berdasarkan wet basis ( % )

PERTANYAAN dan JAWABAN

Reno angkatan 2007

Bahan bakar yang paling efisien yang mana?

Sony Menjawab :

Bahan bakar yangdigunakan adalah bahan bakar batu bara jenis briket. Dengan

komposisi Carbon = 58,8 %, H2= 6.0, O 2= 29,6, N 2 = 1.3, S = 0.3, Ash = 7.0

(Komposisi bahan briket ini dapat dilihat pada table 3.1)

Briket dibuat dari batu bara halus. butir halus itu berturut-turut diberi pengerjaan

sebagai berikut: pengeringan, pencampuran dengan pek, pemanasan sampai 80 - 90°C, lalu

ditempa dalam cetakan. Briket ini sesuai pula dipakai untuk keperluan rumah tangga.

- Bayu Angkatan 2008

Jelaskan Proses konduksi, konveksi dan radiasi pada pengeringan tersebut ;

Albert Menjawab :

Konveksi :Perpindahan panas terjadi secara konveksi dari pelat ke sekeliling atau sebaliknya

Konduksi :Dalam benda padat perpindahan panas timbul karena gerakan antar atom pada temperatur yang tinggi,

Radiasi : Temperatur lingkungan, memancarkan gelombang panas