SKRIPSI

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN

ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh :

I Nyoman Adi Sastrawan

1004305019

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

i

ii

iii

iv

v

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN

ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh : I Nyoman Adi Sastrawan

Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.

Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg

ABSTRAKSI

Untuk membantu pengrajin ata dalam menghadapi musim hujan,

meningkatkan jumlah hasil produk anyaman, dan menjaga kualitas produksi

yang dihasilkan, telah dibuat alat pengering yang memanfaatkan kompor

biomassa sebagai sumber dari uap panasnya. Dimana untuk meningkatkan

performansi alat pengering dilakukan pengujian dengan menggunakan type

rak yang berbeda.

Penelitian ini memakai bahan bakar briket sabut kelapa, dan dilakukan

dengan memvariasikan type rak, yaitu menggunakan type rak plat datar dan

type rak berlubang. Pengujian dilakukan sekali untuk satu type rak. Dalam

pengujian ini, material yang dikeringkan adalah anyaman ata. Waktu untuk

pengujian ini adalah 270 menit. Kemudian hasil dirata-ratakan untuk

selanjutnya dilakukan perhitungan agar mendapatkan energi berguna (Ėuse),

energi suplai (Ėin), energi keluar cerobong (ĖLC), energi keluar abu (ĖLA), energi

keluar kompor (ĖLTK), energi keluar saluran penghubung (ĖLTS), energi keluar ruang

pengering (ĖLTP).

Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, variasi tipe rak

plat datar dapat menghasilkan energi berguna (Ėuse) lebih baik daripada

menggunakan type rak berlubang. Sedangkan energi yang terbuang (Ėloss) dan energi

masuk (Ėin) lebih besar type rak berlubang daripada type rak plat datar.

Kata Kunci :Analisa Energi, Tipe rak, Anyaman ata, Alat Pengering, Briket Sabut

Kelapa.

vi

ENERGY ANALYSIS SYSTEM BASED FUEL DRYER WOVEN

ATA COCONUT HUSK BRIQUETTES BY VARYING THE RAK

TYPE DRYER

Author : I Nyoman Adi Sastrawan

Guidance : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.

Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg

ABSTRACT

To help artisans ata in the face of the rainy season, increase the number

of results webbing products, and maintain the quality of the resulting

production, has made a dryer that utilizes biomass stoves as a source of

steam heat, Where to increase dryer performance testing using different types

of shelves.

The study used the coconut husk fuel briquettes, and carried out by

varying the type of rack, that is using flat plate type rack and type perforated

shelves. Testing is done once for one type of rack. The time for this test is

270 minutes. Then the results were averaged for further calculations in order

to obtain useful energy (Ėuse), energy supply (Ė in), energy out chimney (ĖLC),

energy out ash (ĖLA), energy out stove (ĖLTK), energy exit conduit (ĖLTS),

energy out of the drying chamber (ĖLTP).

From the results of tests and calculations have been carried out, various

types of flat plate rack can generate useful energy (Ėuse) is better than using

type perforated shelves. While energy is wasted (Ė loss) and the incoming

energy (Ėin) larger type than the type of rack shelves perforated flat plate.

Key word : analysis Energy, rack type, Webbing ata, Dryer, Fuel.

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena

atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan proposal skripsi yang

berjudul :

“Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar

Briket Sabut Kelapa Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering”

Dalam penyusunan proposal skripsi ini penulis tidak sediki t mendapat

bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST, Masc, Ph.D, selaku

Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I

dalam penulisan proposal skripsi ini.

3. Bapak Dr. Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg, selaku Dosen

Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini.

4. Bapak Si Putu Gunawan Tista, ST.MT, selaku koordinator Skripsi

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.

5. Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma selaku Dosen Pembimbing

Akademik.

6. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

7. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah

membantu dalam penyelesaian proposal skripsi.

8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil

maupun spiritual yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa proposal skripsi ini tentu jauh dari

kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang

penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif

viii

sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis

mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada

kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan proposal skripsi ini.

Bukit Jimbaran, .......................

Penulis

ix

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN .................................................................... iv

ABSTRAKSI .......................................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ........................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xi

DAFTAR TABEL ................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

1.1 Latar Belakang… ................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 4

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 4

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................ 5

2.1 Gambaran Umum Ata.......................................................... 5

2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata .................. 5

2.2 Biomassa ............................................................................ 7

2.2.1 Sabut Kelapa .............................................................. 8

2.2.2 Sabut Kelapa Sebagai Energi Alternatif ...................... 9

2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan .......................................... 10

2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan .......................................... 10

2.3.2 Pepindahan Massa ...................................................... 13

2.4 Perpindahan Panas .............................................................. 14

2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi .................................... 14

2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi .................................... 15

2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi ....................................... 17

2.5 Udara Pengering ................................................................. 18

2.5.1 Aliran Udara Pengering ............................................ 18

2.6 Kelembaban Udara .............................................................. 18

2.7 Sistem Pengering Buatan .................................................... 19

2.8 Stack Effect ........................................................................ 20

2.9 Nilai Kalor ......................................................................... 20

2.10 Kesetimbangan Energi ........................................................ 22

2.11 Laju Massa Bahan Bakar ..................................................... 24

2.12 Performansi Pengeringan..................................................... 25

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 26

3.1 Tempat atau Lokasi Penelitian ............................................ 26

x

3.2 Jumlah Populasi (variable) .................................................. 26

3.2.1 Variabel Terikat ......................................................... 26

3.2.2 Variabel Bebas ........................................................... 26

3.3 Alat dan Bahan ................................................................... 27

3.3.1 Alat ........................................................................... 27

3.3.2 Bahan Penelitian ........................................................ 33

3.4 Instalasi Penelitian …………………………………….. ........ 33

3.4.1 Pembuatan Briket Sabut Kelapa .................................. 33

3.4.2 Bomb Calorimeter ...................................................... 34

3.5 Rancangan Penelitian ……………………………………. ..... 37

3.5.1 Spesifikasi Alat .......................................................... 38

3.5.2 Deskripsi Alat ............................................................ 39

3.6 Diagram Alir Penelitian ………………………………… ...... 41

3.7 Metode Pengolahan Data ………………………………….. ... 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 43

4.1 Analisa Data …………………………………….. .................. 43

4.2 Data Hasil Pengamatan …………………………………….. .. 43

4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar.. ................... 44

4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang…………… ... 54

4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar Dan Rak

Berlubang….............................................. ............. 63

4.6 Distribusi Temperatur…………… ....................................... 69

4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur…………… ................. 72

BAB V PENUTUP ................................................................................. 74

5.1 Kesimpulan …………………………………….. ................... 74

5.2 Saran …………………………………….. ............................. 74

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 75

LAMPIRAN………………………………………………………………. 76

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan .................... 2

Gambar 2.1 Berbagai Bentuk Kerajinan Ata........... .............................. 5

Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata ..................... 6

Gambar 2.3 Sabut Kelapa .................................................................... 9

Gambar 2.4 T-V Diagram .................................................................... 12

Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar ............. 15

Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konveksi Dari Permukaan Media

Padat Ke Fluida Mengalir ................................................. 16

Gambar 2.7 Sistem pengeringan ........................................................... 22

Gambar 3.1 Timbangan Digital ............................................................ 28

Gambar 3.2 Kamera Digital ................................................................. 28

Gambar 3.3 Thermokopel .................................................................... 28

Gambar 3.4 Stopwatch ......................................................................... 29

Gambar 3.5 Korek Api ......................................................................... 29

Gambar 3.6 Minyak Tanah …………………………….. ....................... 30

Gambar 3.7 Alat Penghalus Sabut Kelapa ............................................ 30

Gambar 3.8 Alat Pencetak Briket ……………………… ........................ 31

Gambar 3.9 Kompor ............................................................................ 31

Gambar 3.10 Baskom ............................................................................ 32

Gambar 3.11 Panci ................................................................................ 32

Gambar 3.12 Alat Uji Bomb Calorimeter ............................................... 36

Gambar 3.13 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak

Pengering Type Plat Datar ................................................ 37

Gambar 3.14 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak

Pengering Type Kisi ......................................................... 38

Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian .................................................... 41

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk ........................... 64

Gambar 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna ................................... 65

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor ..... 66

Gambar 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran

Penghubung ...................................................................... 67

Gambar 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Ruang Pengering .. 68

Gambar 4.6 Laju Energi Losses Pada Cerobong ................................... 69

Gambar 4.7 Grafik waktu terhadap T in ................................................. 70

Gambar 4.8 Grafik waktu terhadap Tout ................................................ 70

Gambar 4.9 Grafik waktu terhadap penurunan massa ............................ 71

Gambar 4.10 Grafik Perbandingan distribusi temperatur ........................ 72

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis Of Biomassa................................... 8

Tabel 4.1 Data hasil pengujian tipe rak plat datar................................... 43

Tabel 4.2 Data hasil pengujian tipe rak berlubang................................... 44

Tabel 4.3 Perbandingan data hasil pengolahan rak plat datar dan rak

berlubang............................. ................................... 63

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Gambar rancangan alat....................................................... 77

Lampiran 2. Gambar pembuatan briket............................. ...................... 86

Lampiran 2. Gambar Pembuatan alat.......................... ........................... 86

Lampiran 2. Gambar proses melapisi alat dengan material glasswool dan

aluminium foil.................................................................. 87

Lampiran 2. Gambar proses pembuatan pellet............ ............................ 87

Lampiran 3. Gambar pengujian nilai kalor masing-masing bahan bakar.. 88

Lampiran 3. Gambar menimbang massa bahan bakar ......... .................... 88

Lampiran 4. Gambar menimbang massa anyaman ata............................. 89

Lampiran 4. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan

menggunakan plat datar.................................................... 89

Lampiran 5. Gambar proses memasukkan bahan bakar ke dalam kompor. 90

Lampiran 5. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan

menggunakan tipe rak berlubang....................................... 90

Lampiran 5. Tabel saturated water...................................................... ... 91

Lampiran 5. Hasilpengujian nilai kalor.......... ........................................ 92

1