1

SKRIPSI

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA

BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh :

A.A MADE DWI JAYA SAPUTRA

NIM :1004305007

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

2

3

4

5

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA

BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh : A.A Made Dwi Jaya Saputra

Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.

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

ABSTRAKSI

Untuk membantu pengrajin ata dalam menghadapi musim hujan, telah dibuat alat

pengering yang memanfaatkan kompor biomassa sebagai sumber panasnya. Dimana

untuk meningkatkan performansi alat pengering dilakukan pengujian dengan

menggunakan tipe rak yang berbeda.

Penelitian ini memakai bahan bakar briket sekam padi, dan dilakukan dengan

memvariasikan tipe rak, yaitu menggunakan tipe rak plat datar dan tipe rak berlubang.

Pengujian dilakukan sekali untuk satu tipe 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 tipe

rak berlubang. Sedangkan energi yang terbuang (Ėloss) dan energi masuk (Ėin) lebih

besar tipe rak berlubang daripada tipe rak plat datar.

Kata Kunci :Analisa Energi, Tipe rak, Anyaman ata, Alat Pengering, Briket sekam padi.

6

ENERGY ANALYSIS SYSTEM BASED FUEL DRYER ATA WOVEN RICE HUSK

BRIQUETTE BY VARYING THE RAK TYPE DRYER

By : A.A Made Dwi Jaya Saputra

Supervisor : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.

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

ABSTRACT

To help artisans ata in the face of the rainy season, has made a dryer that utilizes

biomass stoves as a heat source. Where to increase dryer performance testing using a

different type of rack.

The study used rice husk fuel briquettes, and carried out by varying the type of

rack, which uses flat plate type rack and rack-type hollow. Testing is done once for one

type of rack. In this test, the dried material is woven ata. The time for this test is 270

minutes. Then the results were averaged for further calculations in order to obtain useful

energy (Ėeuse), energy supply (Ein), energy out of the chimney (ELC), the energy out of

the ashes (ELA), energy out of the 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 (Ėeuse) is better than using a shelf-type hollow.

While the energy wasted (Ėloss) and the incoming energy (Ein) is larger than the type of

rack perforated flat plate type rack.

Keywords: Energy Analysa, rack type, Webbing ata, Dryer, Rice husk briquettes.

7

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat

rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skipsi ini disusun sebagai salah

satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Skripsi ini mengangkat judul:

“ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA

BERBAHAN BAKAR BRIKET SEKAM PADI DENGAN MEMVARIASIKAN

TYPE RAK PENGERING”

Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak memperoleh petunjuk dan

bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Ir. I Ketut Gede Sugita, MT., 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, Merg., selaku Dosen

Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini.

4. Bapak I Gusti Ketut Sukadana, ST.,MT., selaku Dosen Penguji I dalam

penulisan proposal skripsi ini.

5. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta, ST., MT., selaku Dosen Penguji II dalam

penulisan proposal skripsi ini.

6. Bapak I Gusti Agung Kade Suriadi, ST., MT., selaku Dosen Penguji II I

dalam penulisan proposal skripsi ini.

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

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana .

8

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

maupun spiritual yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan

mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki . Oleh

karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan

dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan

penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan

skripsi ini.

Bukit Jimbaran, Desember 2016

Penulis

9

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN. .................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN. ................................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN . ............................................................................. iii

ABSTRAKSI . ........................................................................................................ iv

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

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

DAFTAR ISI .......................................................................................................... viii

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 ............................................................................. 3

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

BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 5

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

2.1.1 Definisi Ata ............................................................................. 5

2.1.2 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata ............................ 5

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

2.2.1 Sekam Padi.............................................................................. 8

2.2.2 Sekam Padi Sebagai Sumber Energi Alternatif ...................... 9

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

10

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

2.3.2 Perpindahan 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 .................................................. 16

2.5 Udara Pengering............................................................................... 17

2.5.1 Aliran Udara Pengering........................................................ 17

2.6 Stack Effect ...................................................................................... 18

2.7 Kelembaban Udara........................................................................... 18

2.8 Sistem Pengering Buatan ................................................................. 19

2.9 Nilai Kalor ....................................................................................... 19

2.10 Kesetimbangan Energi ..................................................................... 20

2.11 Laju Massa Bahan Bakar ................................................................. 23

2.12 Performansi Pengeringan .................................................................. 23

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 24

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian . ........................................................ 24

3.1.1 Waktu Penelitian . ................................................................... 24

3.1.2 Tempat/Lokasi Penelitian . ..................................................... 24

3.2 Jumlah Populasi (variable bebas/terikat) . ....................................... 25

3.2.1 Variabel Bebas . ...................................................................... 25

3.2.2 Variabel Terikat ...................................................................... 25

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................ 26

3.3.1 Alat .......................................................................................... 26

3.3.2 Bahan Penelitian . ................................................................... 30

3.4 Instalasi Penelitian …………………………………….. ................ 31

3.4.1 Bomb Calorimeter ................................................................... 31

11

3.5 Pembuatan Briket Sekam Padi…………………………… ............. 32

3.6 Rancangan Penelitian. ...................................................................... 34

3.6.1 Spesifikasi Alat. ...................................................................... 35

3.6.2 Diskripsi Alat . ........................................................................ 36

3.7 Diagram Alir Penelitian ………………………………….. ............ 38

3.8 Metode Pengambilan Data. .............................................................. 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa Data . .................................................................................... 40

4.2 Data Hasil Pengamatan . .................................................................. 40

4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar. ............................... 41

4.3.1 Menghitung Laju Energi yang Masuk ke ruang

Pengering (Ėbb). ..................................................................... 42

4.3.2 Menghitung Laju Energi yang Berguna atau

Energi Penguapan (Ėuse) . ...................................................... 43

4.3.3 Menghitung Laju Energi yang Terbuang (Ėlosses) . ................. 44

4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang . ............................. 51

4.4.1 Menghitung Laju Energi yang Masuk ke ruang

Pengering (Ėbb) . .................................................................... 52

4.4.2 Menghitung Laju Energi yang Berguna atau

Energi Penguapan (Ėuse). ....................................................... 53

4.4.3 Menghitung Laju Energi yang Terbuang (Ėlosses). .................. 53

4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan

Rak Berlubang . ............................................................................... 61

4.5.1 Perbandingan Hasil Perhitungan Laju Energi

Masuk (Ėin). ........................................................................... 62

4.5.2 Perbandingan Hasil Perhitungan Laju Energi

Berguna (Ėuse). ...................................................................... 63

12

4.5.3 Perbandingan Laju Energi Losses pada Dinding

Kompor (ĖLTK). ..................................................................... 64

4.5.4 Perbandingan Laju Energi Losses pada

Saluran Penghubung (ĖLTS) . ................................................. 65

4.5.5 Perbandingan Laju Energi Losses pada Dinding

Pengering (ĖLTP) . .................................................................. 66

4.5.6 Perbandingan Laju Energi Losses pada

Cerobong (ĖLTC). ................................................................... 67

4.6 Distribusi Temperatur. ..................................................................... 67

4.6.1 Suhu Tin dan Tout pada Pengering . ......................................... 68

4.6.2 Penurunan Massa Anyaman Ata............................................. 69

4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur . ............................................. 70

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan . ........................................................................................ 73

5.2 Saran .................................................................................................... 73

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 74

LAMPIRAN………………………………………………………………. 75

13

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata yang Dihasilkan ............................... 1

Gambar 2.1 Kerajinan Ata Berbentuk Lepekan Piring dan Alas Gelas ............ 5

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

Gambar 2.3 Sekam Padi.................................................................................... 8

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

Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar ....................... 14

Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konveksi dari Permukaan Media

Padat ke Fluida yang Mengalir ..................................................... 15

Gambar 2.7 Skematik Sistem Pengeringan....................................................... 20

Gambar 3.1 Termokopel ................................................................................... 26

Gambar 3.2 Timbangan Digital ........................................................................ 26

Gambar 3.3 Stopwatch ...................................................................................... 27

Gambar 3.4 Korek Api...................................................................................... 27

Gambar 3.5 Kamera Digital .............................................................................. 28

Gambar 3.6 Minyak Tanah …………………………….. ............................... 28

Gambar3.7 Alat Pencetak Briket ..................................................................... 28

Gambar3.8 Bomb Calorimeter……………………… ..................................... 29

.......................................................................................................

Gambar3.9 Panci dan Pengaduk ...................................................................... 29

Gambar 3.10 Baskom ........................................................................................... 29

Gambar 3.11 Kompor ......................................................................................... 30

Gambar 3.12 Sekam Padi.................................................................................... 30

Gambar 3.13 Anyaman Ata .............................................................................. ... 30

Gambar 3.14 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Type

14

Plat Datar . .................................................................................... 34

Gambar 3.15 Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak Type

Kisi (Berlubang). .......................................................................... 35

Gambar 3.16 Diagram Alir Penelitian. ................................................................. 38

Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk(Ėin). ................................. 62

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Laju Energi Berguna (Ėuse). ............................ 63

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses pada

Kompor (ĖLTK). ............................................................................. 64

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses pada

Saluran Penghubung (ĖLTS) . .......................................................... 65

Gambar 4.5 Grafik Laju Energi Losses pada Ruang Pengering (ĖLTP). ............... 66

Gambar 4.6 Grafik Laju Energi Losses pada Cerobong (ĖLTC) . ......................... 67

Gambar 4.7 Grafik Terhadap Tin . ......................................................................... 68

Gambar 4.8 Grafik Waktu Terhadap Tout ............................................................. 69

Gambar 4.9 Grafik Waktu Terhadap Penurunan Massa. ...................................... 70

Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Distribusi Temperatur . ................................ 71

15

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis of Biomassa................................... 7

Tabel 2.2 Tabel Hasil Analisa Proksimat dan Ultimate Sekam Padi…. 9

Tabel 2.3 Tabel Komposisi Kimia Sekam Padi………………………… 9

Tabel 3.1 Tabel Jadwal Rincian Kegiatan Penelitian.......................... 24

Tabel 4.1 Tabel Data Hasil Pengujian untuk Tipe Rak Plat Datar……. 40

Tabel 4.2 Tabel Data Hasi Pengujian untuk Tipe Rak Berlubang……… 41

Tabel 4.3 Tabel Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan

Rak Berlubang………………………………………………..... 61

16

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Saturated Water………………………………………... 76

Lampiran 2. Gambar pada saat Pembuatan Briket dan Pellet…………… 77

Lampiran 3. Gambar pada saat Pembuatan Alat Pengering dan Kompor.. .80

Lampiran 4. Gambar pada saat Pengujian…………………………………. 82