HASIL DAN PEMBAHASAN - Rancang bangun alat pengering dengan memanfaatkan panas kondensor AC rua

Potensi Udara Panas dari Kondensor AC

Hasil pengukuran suhu dan kelembaban udara keluaran kondensor AC pada penelitian pendahuluan diperoleh suhu udara keluaran kondensor 42^oC, RH 35 %, dan laju aliran udara sekitar 15.31 m³/menit. Suhu lingkungan 30^o

Entalpi udara yang dihitung menggunakan Persamaan 16 untuk udara lingkungan adalah 74.978 kJ/kg udara kering dan setelah melalui kondensor menjadi 87.363 kJ/kg udara kering, sehingga setiap kg udara kering menyerap panas dari kondensor sebesar 12.385 kJ. Volume spesifik udara yang keluar dari kondensor AC dari hasil perhitungan menggunakan Persamaan 17 adalah 0.9164 m

C dengan RH 65%. Tekanan uap air aktual dihitung dengan menggunakan Persamaan 12, sedangkan tekanan uap jenuh dihitung dengan menggunakan Persamaan 11 sehingga diperoleh tekanan uap aktualnya yaitu sebesar 2.869 kPa dan tekanan uap jenuhnya sebesar 8.199 kPa. Kelembaban mutlak dihitung menggunakan Persamaan 14 yang hasilnya adalah 0.0176 kg/kg udara kering.

/kg, yang berarti setiap kg udara kering volumenya adalah 0.9164 m³

Laju aliran panas yang dibawa oleh udara yang keluar dari kondensor AC dari hasil perhitungan menggunakan Persamaan 19 adalah 202.712 kJ/menit. Berdasarkan parameter-parameter yang diperoleh dari perhitungan tersebut maka potensi udara keluaran kondensor AC untuk kondisi tersebut dapat diilustrasikan pada psychrometric chart seperti Gambar 11.

Gambar 11 Psikrometri udara awal (A) dan sesudah melalui kondensor (B) serta titik penyerapan uap air maksimal (C).

RH 35% RH 65% 87.363 kJ/kg udara kering 74.978 kJ/kg udara kering 30^oC 42^oC ω= 17.6 g/kg udara kering Volume spesifik 0.9164 m³/kg udara kering Volume spesifik 0.882 m³/kg udara kering Entalpi (A) (B) (C) ω= 23.8 g/kg udara kering

Garis AB merupakan ilustrasi proses pemanasan udara, garis BC merupakan ilustrasi garis penyerapan uap air oleh udara dan C merupakan ilustrasi titik maksimal potensi penyerapan uap air oleh udara pada kondisi adiabatik. Potensi penyerapan uap air maksimal dari udara panas kondensor AC berdasarkan pembacaan psychrometric chart adalah 6.2 g/kg udara kering. Potensi penyerapan uap air maksimal udara yang keluar dari kondensor AC dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 19 yang dimodifikasi dengan cara mengganti nilai perubahan entalpi dengan potensi penyerapan uap air maksimal tiap kilogram udara kering, sehingga diperoleh nilai 103.51 gram uap air/menit. Berdasarkan potensi maksimal menyerap uap air tersebut dengan asumsi laju pengeringan sebanding dengan jumlah bahan pada penelitian pendahuluan, kondensor AC 1 hp dapat digunakan untuk mengeringkan sekitar 7521.5 gram chips kentang dengan keperluan luasan rak 5.199 m²

Hasil Rancang Bangun Alat Pengering .

Ruang dan Rak Pengering

Aliran udara kondensor AC memerlukan luasan saluran udara dalam ruang pengering yang minimal sama atau lebih besar dari saluran keluaran udara pada kondensor AC yang berdiameter 38 cm supaya udara mengalir dengan lancar. Perhitungan lebar penampang melintang ruang pengering dengan Persamaan 20 diperoleh ukuran lebar ruang pengering ≥ 44 cm dan ukuran yang diambil 50 cm.

Panjang rak pengering diperoleh dari keperluan luasan rak pengering dan jumlah rak pengering, dengan Persamaan 21 diperoleh panjang rak pengering 148.54 cm. Ukuran panjang rak pengering yang dibuat adalah 150 cm dengan lebar 50 cm. Ukuran minimal momen inersia penampang batang aluminium rangka rak yang diperlukan dihitung menggunakan persamaan 22 dengan asumsi beban total kawat net aluminium dan bahan yang dikeringkan 1.7 kg (16.67 N) terbagi rata pada kondisi kantilever dan dihasilkan nilai momen inersia minimal batang aluminium adalah 1.03 × 10^-9 m⁴. Gambaran sederhana kondisi kantilever pada rangka rak pengering adalah tampak pada Gambar 12. Beban terbagi menjadi dua bagian yang sama besar yaitu F1 dan F2 yang besarnya masing-masing 8.34 N sedangkan L1 = L2 yaitu 75 cm.

Gambar 12 Gambaran sederhana kondisi kantilever rangka rak pengering pada saat diangkat di bagian tengah-tengah rak.

Penampang aluminium yang banyak di pasaran umumnya profil L 13 mm, untuk tebal 0.5 mm mempunyai nilai momen inersia 1.1 × 10^-9 m⁴ dan aluminium dengan tebal 1 mm mempunyai nilai momen inersia 2.21 × 10^-9 m⁴

Ruang pengering hasil rancangan dibuat dari bahan dasar kayu lapis dengan ketebalan 18 mm (Gambar 12). Nilai konduktivitas termal kayu lapis sekitar ≤ 0.15 W/m

. Aluminium tebal 0.5 mmm sebenarnya sudah memenuhi syarat untuk rangka rak pengering, akan tetapi dikhawatirkan adanya beban kejut dan kemungkinan operator alat pengering memegang tidak tepat di tengah-tengah rangka rak saat mengangkat rak untuk dimasukkan ke ruang pengering maka diperlukan aluminium yang lebih tebal sehingga dipilih aluminium profil L 13 mm dengan tebal 1 mm. Bagian utama rak untuk meletakkan bahan yang dikeringkan menggunakan kawat net aluminium tipe J1010. Bahan aluminium mudah menghantarkan panas, ringan, dan pengerjaannya mudah.

Berat rak pengering hasil rancang bangun pada penelitian ini rata-rata adalah 761.61 ± 2.75 gram. Berat rak beserta 1.1 kg chips kentang menjadi sekitar 1861.61 g yang menghasilkan gaya berat 18.26 N. Bahan aluminium profil L 13 mm dengan tebal 1 mm untuk rak pengering bila dipegang dan diangkat pada bagian tengah-tengah rangka rak beserta beban chips kentang seperti kondisi kantilever, berdasarkan hasil perhitungan menggunakan Persamaan 23 akan timbul defleksi sebesar 0.15 cm. Kondisi ini ini masih cukup aman karena masih kurang dari defleksi maksimum yang diijinkan L/125 yaitu 0.6 cm. Sedangkan defleksi yang terjadi pada rak saat diletakkan di atas penyanggahnya di dalam ruang pengering dengan dihitung menggunakan persamaan 24 dan diperoleh nilai defleksi 0.09 cm. Nilai tersebut cukup aman karena dibawah nilai defleksi maksimum yang diijinkan yaitu L/250 atau 0.2 cm.

C. Dimensi bagian dalam ruang pengering memiliki tinggi 50.2 cm, lebar 50.2 cm dan panjang 150.2 cm dengan 7 rak pengering yang

L2 L1

F2 F1

masing-masing berukuran 50 x 150 cm. Gambar teknik alat pengering dapat dilihat di Lampiran 14, sedangkan foto alat pengering yang telah dibuat ada di Lampiran 15. Jumlah rak ditentukan terlebih dahulu untuk menentukan lebar penampang ruang pengering dan panjang rak pengering. Pemilihan ukuran tersebut berdasarkan potensi maksimal penyerapan uap air dari udara keluaran kondensor AC dengan prosedur seperti pada analisis teknik.

Kayu lapis 18 mm tidak memerlukan rangka kayu dalam pengerjaannya. Bagian dalam ruang pengering dilapisi dengan aluminium lembaran yang memiliki ketebalan 0.3 mm agar dinding lebih awet dan dipasangi rangka penyanggah rak secara berjajar dari atas ke bawah.

Gambar 13 Bagian utama ruang pengering tampak depan (a) dan samping (b) Kayu lapis sebagai bagian utama ruang pengering pada hasil rancangan ini rentan terhadap pengaruh air dan kelembaban. Karena itu harus ditempatkan di tempat yang terlindung dari air hujan supaya lebih tahan lama. Dinding ruang pengering bisa juga dibuat dari bahan logam misalnya aluminium yang diberi isolator di sekelilingnya. Bahan logam lebih tahan terhadap pengaruh air dan kelembaban.

Penyalur Udara dari Kondensor

Penyalur udara dari kondensor ke ruang pengering dipasang menyatu dengan ruang pengering. Penyalur udara terbuat dari kayu lapis dengan ketebalan 18 mm, berbentuk limas segi empat terpancung yang menangkap aliran udara dari kipas kondensor dan menyalurkannya ke ruang pengering (Gambar 14).

150.4 cm 54

54 cm

Pintu dan Saluran Keluaran

Pintu ruang pengering sekaligus sebagai saluran keluaran udara pengering dirancang dengan ukuran 50.2 × 50.2 cm. Pintu ruang pengering dengan ukuran tersebut dapat memudahkan rak untuk dimasukkan dan dikeluarkan karena ukuran rak pengering 50 × 150 cm sehingga ada kelonggaran untuk pergerakan rak pengering melalui pintu masuk dan di dalam ruang pengering.

Gambar 14 Penyalur udara dari kondensor tampak depan (a) dan tampak samping (b)

Pengatur Kecepatan Kipas Kondensor AC

Pengatur kecepatan kipas kondensor AC terbuat dari rangkaian pengatur kecepatan motor bolak balik yang berbasis pada triac dan UJT (Gambar 15). Rangkaian tersebut biasa dipakai untuk mengatur kecepatan motor listrik misalnya motor bor, blender dan sebagainya. Rangkaian pengatur kecepatan diletakkan dalam sebuah kotak rangkain dari plastik dan dirangkai secara seri dengan sumber listrik yang mensuplai motor kipas kondensor.

Gambar 15 Rangkaian pengatur kecepatan motor kipas kondensor AC Motor kipas kondensor dengan baling-baling dari kondensor AC Koshima arah putarannya ccw (berlawanan arah jarum jam), sedangkan baling-baling kipas

54 38 cm

a

⁵⁴ ³⁸ ^{41.6 cm}

b

30 Motor kipas kondensor Sumber listrik AC 220V R1 R2 R3 R4 C1 UJT Diac Triac

penggantinya memerlukan arah putaran cw (searah jarum jam) karena arah kemiringan baling-balingnya berbeda, sehingga harus dilakukan perubahan koneksi kumparan motor agar arah putaran motornya dapat diubah dari ccw menjadi cw pada saat menggunakan kipas pengganti (Gambar 16 ). Perubahan hubungan rangkaian dilakukan dengan membongkar motor kipas kemudian menelusuri bagian pertemuan antara kumparan utama dengan kumparan start dan memasangkan kabel tambahan sehingga hubungan rangkaian kumparan mudah digunakan untuk mengubah arah putaran motor.

Gambar 16 Koneksi kumparan motor untuk putaran ccw (a) dan putaran cw (b) Alat Pengering dan Proses Perpindahan Panas

Alat pengering hasil rancang bangun dengan memanfaatkan panas kondensor AC tampak seperti Gambar 17a. Bagian utama alat pengering adalah ruang pengering, rak pengering, rangka penyanggah ruang pengering dan penyalur udara.

Diagram proses perpindahan energi panas pada sistim pengering ditunjukkan pada Gambar 17b. Energi panas dari udara lingkungan (Q1) diserap oleh evaporator dengan perantara refrigerant dan penukar panas di evaporator sehingga suhu udara lingkungan setelah melalui evaporator akan mengalami penurunan sesuai jumlah panas yang diserap oleh evaporator. Dari evaporator panas dibawa bersama refrigerant menuju unit kondensor. Panas (Q2) ditambah energi (Q3) dilepaskan ke udara lingkungan melalui penukar panas pada kondensor sehingga udara mengalami kenaikan suhu yang besarnya sebanding dengan jumlah panas yang diterimanya. Udara lingkungan yang telah mengalami pemanasan (Q4) dari kondensor dialirkan ke ruang pengering untuk mengeringkan bahan pangan (chips kentang) (Q5). Energi panas yang tidak terserap untuk proses pengeringan kembali ke lingkungan (Q6).

Pengatur kecepatan

Gambar 17 Alat pengering (a) dan diagram proses perpindahan panas pada sistim pengering (b).

Hasil Uji Kinerja Kondensor dan Alat Pengering Kipas Kondensor AC dan Kecepatan Aliran Udara

Kipas kondensor AC berfungsi untuk menggerakan udara sehingga mengalir melalui penukar panas kondensor (Gambar 18). Kipas kondensor AC Koshima 1 hp yang asli memiliki diameter baling-baling 32.6 cm dan diameter hub 11.2 cm sedangkan kipas pengganti yang digunakan memiliki diameter hub 7.3 cm dan diameter baling-baling 32.6 cm. Penggunaan kipas pengganti dengan diameter hub yang kecil diharapkan dapat menghasilkan aliran udara yang lebih seragam pada pemanfaatan kondensor AC untuk pengeringan.

Gambar 18 Baling-baling kipas kondensor asli (a) dan kipas pengganti (b). Kecepatan aliran udara dari kipas kondensor yang melalui ruang pengering ditunjukkan pada Gambar 19.

Lingkungan _Evaporator Kondensor Ruang pengering dan

bahan yang dikeringkan

Q1 _Q2 Q3 _Kompresor Q4 Q6 Q5

(b)

Kondensor AC Penyalur udara Rak pengering Rangka penyanggah ruang pengering Ruang pengering 50.2 cm 150.2 cm

(a)

Hub Baling-baling Tip

a b

38 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20

KTA KTB KRA KRB KPA KPB

K ec epa ta n uda ra ( m s -1 )

Gambar 19 Kecepatan aliran udara dari kondensor yang melalui ruang pengering pada uji pengeringan chips kentang untuk kipas kecepatan tinggi ( ), kecepatan rendah ( ) dan kipas pengganti ( )

Kecepatan kipas kondensor AC Koshima diatur menggunakan pengatur kecepatan motor dan menghasilkan aliran udara dalam ruang pengering dengan kecepatan 1.65 ± 0.46 m/detik pada kipas kecepatan tinggi, 1.09 ± 0.37 m/detik pada kecepatan rendah dan 1.03 ± 0.15 m/detik pada kipas pengganti dengan kecepatan penuh. Kecepatan aliran udara dengan standar deviasi yang paling rendah adalah pada perlakuan kipas pengganti yaitu 0.15 m/detik, sehingga aliran udara pada masing-masing rak dengan perlakuan kipas pengganti lebih seragam dibandingkan perlakuan yang lain. Kecepatan aliran udara yang lebih seragam memungkinkan untuk menghasilkan kadar air pengeringan yang lebih seragam pada masing-masing rak pengering. Laju aliran udara menggunakan kipas pengganti lebih rendah daripada kipas aslinya karena luas penampang baling-baling kipas pengganti lebih kecil dibandingkan kipas aslinya.

Kipas kecepatan tinggi (kipas asli) menghasilkan laju aliran udara yang tinggi, sehingga waktu kontak dengan penukar panas di dalam kondensor lebih singkat yang menyebabkan penyerapan panas tiap satuan massa udara lebih rendah. Kipas kecepatan rendah menghasilkan laju aliran udara yang lebih rendah sehingga waktu kontak dengan penukar panas di dalam kondensor lebih lama yang menyebabkan penyerapan panas tiap satuan massa udara lebih tinggi.

Perlakuan kecepatan kipas yang sama mengalami sedikit perbedaan laju aliran udara antara perlakuan tanpa pembalikan terhadap perlakuan dengan

pembalikan rak yang disebabkan oleh alat pengatur kecepatan motor kipas menggunakan sistim manual, akan tetapi perbedaan laju udaranya rata-rata tidak lebih dari 0.5 m³/menit. Pengurangan laju aliran udara kondensor AC Koshima 1 hp dapat dilakukan selama tidak kurang dari 12 m³

Suhu Udara Kondensor dan Evaporator

/menit karena masih dalam batas aman kerja kompresor.

Suhu udara rata-rata yang keluar dari kondensor dan evaporator sistim pendingin selama proses pengeringan ditunjukkan pada Gambar 20. Semakin tinggi suhu udara lingkungan maka suhu keluaran dari kondensor juga semakin tinggi untuk perlakuan kecepatan aliran udara yang sama. Jika suhu awal udara lingkungan yang melewati kondensor lebih tinggi maka ketika aliran udara tersebut menerima panas dari kondensor akan menghasilkan suhu yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena jumlah panas yang diserap tiap satuan massa udara hampir sama tetapi suhu awalnya lebih tinggi.

15 20 25 30 35 40 45

KTA KTB KRA KRB KPA KPB

S uhu uda ra ( o C⁾

Gambar 20 Suhu udara lingkungan ( ), kondensor ( ) dan evaporator ( ) selama pengujian dengan beban pengeringan.

Suhu keluaran evaporator pada suhu lingkungan yang lebih tinggi menghasilkan suhu keluaran yang lebih tinggi untuk perlakuan kecepatan kipas kondensor yang sama. Kapasitas pendinginan yang sama akan menghasilkan suhu keluaran yang lebih tinggi jika dibandingkan suhu masukan yang lebih tinggi. Perlakuan kipas pengganti menghasilkan perubahan kenaikan suhu udara keluaran dari kondensor yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan yang lain. Kecepatan aliran udara dengan kipas pengganti lebih lambat dibandingkan perlakuan lainnya sehingga waktu penyerapan panas dari kondensor untuk setiap satuan massa

udara lebih lama dibandingkan perlakuan yang lain. Jumlah panas yang diserap tiap satuan massa udara pada perlakuan kipas pengganti lebih tinggi daripada perlakuan yang lain (Tabel 3).

Tabel 3 Hasil perhitungan penyerapan panas rata-rata oleh udara dari kondensor

Perlakuan Penyerapan panas (kJ/kg udara kering) Standar deviasi

KTA 7.59 0.76 KTB 7.88 1.05 KRA 13.13 1.73 KRB 12.79 1.65 KPA 13.97 1.50 KPB 14.15 1.49

Semakin tinggi kecepatan aliran udara kondensor maka perubahan suhu udara setelah melalui kondensor semakin rendah karena jumlah panas yang diserap tiap satuan massa udara semakin sedikit. Hubungan antara laju aliran udara dan kenaikan suhu udara keluaran kondensor ditunjukkan pada Gambar 21.

7 8 9 10 11 12 13 14 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Laju udara kondensor (m³/menit)

K ena ika n s uhu ( o C⁾

Gambar 21 Grafik hubungan laju aliran udara kondensor dan kenaikan suhu udara keluarannya.

Selain dipengaruhi oleh laju aliran udara kondensor, suhu udara keluaran kondensor juga dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Semakin tinggi suhu lingkungan, suhu keluaran kondensor juga semakin tinggi karena kenaikan suhu udara keluaran kondensor akan sama pada kecepatan aliran udara yang sama. Jika suhu lingkungan awal lebih tinggi maka suhu keluaran kondensornya juga akan lebih tinggi. Suhu keluaran kondensor selama pengujian pengeringan bahan

rata-41

rata berkisar 33.88ôC pada kipas kecepatan tinggi dengan suhu lingkungan 26.54ôC. Suhu rata-rata tertinggi 44.05ôC pada perlakuan kipas pengganti dengan suhu lingkungan rata-rata 30.36ôC. Suhu udara keluaran kondensor di bawah 40ôC tetap berpotensi untuk pengeringan, akan tetapi potensinya lebih kecil dan membutuhkan waktu yang lama untuk mengeringkan bahan, terutama pada tahap akhir proses pengeringan. Oleh karena itu sebaiknya laju udara panas keluaran kondensor diatur agar suhu keluarannya di atas 40ôC, karena menurut Mujumdar (2006) umumnya kentang dikeringkan dengan udara panas pada suhu lebih dari 55ô

Suhu Udara Ruang Pengering C.

Suhu udara rata-rata di dalam ruang pengering yang terukur pada masing rak (bagian depan, tengah, dan belakang) selama 30 menit untuk masing-masing perlakuan pada pengujian kondisi kosong tanpa beban pengeringan ditunjukkan pada Gambar 22, 23 dan 24. Semakin tinggi suhu udara lingkungan maka suhu udara yang melalui masing-masing rak juga semakin tinggi untuk perlakuan kecepatan kipas yang sama. Perbedaan suhu yang terjadi pada masing-masing bagian rak dan masing-masing-masing-masing perlakuan karena setiap perlakuan dilakukan pada waktu dan hari yang berbeda serta suhu lingkungannya berbeda juga. 22 26 30 34 38 42 46 KT1 KT2 KR1 KR2 KP1 KP2 S uhu ( oC )

Gambar 22 Suhu udara rata-rata pada rak bagian depan ( ) dan suhu udara lingkungan ( ).

42 22 26 30 34 38 42 46 KT1 KT2 KR1 KR2 KP1 KP2 S uhu ( o C)

Gambar 23 Suhu udara rata-rata pada rak bagian tengah ( ) dan suhu udara lingkungan ( ). 22 26 30 34 38 42 46 KT1 KT2 KR1 KR2 KP1 KP2 S uhu ( o C)

Gambar 24 Suhu udara rata-rata pada rak bagian belakang ( ) dan suhu udara lingkungan ( )

Standar deviasi relatif suhu udara rata-rata yang melalui masing-masing rak dalam ruang pengering pada pengujian tanpa beban pengeringan disajikan pada Tabel 4. Standar devisi relatif suhu ruang pengering bagian depan, tengah dan belakang cenderung lebih rendah dari 5%. Hal ini menujukkan suhu udara di ruang pengering cukup seragam.

Suhu udara keluaran kondensor setelah melalui ruang pengering mengalami penurunan karena adanya penyerapan energi panas oleh dinding ruang pengering dan rak pengering serta bahan yang dikeringkan. Penurunan suhu rata-rata udara kondensor setelah melalui ruang pengering pada pengujian tanpa beban pengeringan dan dengan beban pengeringan (chips kentang) ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 4 Suhu udara rata-rata di ruang pengering tanpa bahan yang dikeringkan

Perlakuan ^{Rak bagian depan} ^{Rak bagian tengah} ^{Rak bagian belakang} Suhu (ôC) SDR (%) Suhu (ôC) SDR (%) Suhu (ôC) SDR (%)

KT1 35.86 4.35 36.53 3.31 38.53 3.19 KT2 39.86 4.09 36.26 3.45 38.89 3.15 KR1 40.74 4.82 41.12 3.86 43.28 3.50 KR2 42.45 4.97 42.85 3.98 41.46 3.44 KP1 44.13 4.17 44.14 3.64 38.88 3.57 KP2 41.79 4.35 43.50 3.57 38.13 3.63

Tabel 5 Penurunan suhu udara rata-rata setelah melalui ruang pengering

Perlakuan kondisi kosong Perlakuan pengeringan bahan Perlakuan Penurunan suhu (^oC) Perlakuan Penurunan suhu (^o

KT1 C) 0.22 KTA 1.62 KT2 0.33 KTB 1.81 KR1 0.41 KRA 3.27 KR2 0.44 KRB 3.32 KP1 0.37 KPA 3.26 KP2 0.21 KPB 3.31

Penurunan suhu udara rata-rata setelah melalui kondensor pada perlakuan tanpa beban pengeringan sangat kecil karena panas hanya diserap oleh rak dan dinding ruang pengering. Perlakuan pengeringan chips kentang penurunan suhu rata-rata yang terjadi lebih banyak karena energi panas banyak diserap oleh bahan untuk menguapkan air bahan. Penurunan suhu pada perlakuan pengeringan untuk kipas kecepatan rendah dan kipas pengganti lebih besar dibandingkan kipas kecepatan tinggi, hal ini terjadi karena waktu kontak udara dengan bahan chips kentang pada kipas kecepatan rendah dan kipas pengganti lebih lama dibandingkan kipas kecepatan tinggi sehingga jumlah energi tiap satuan massa udara yang diserap juga lebih tinggi yang menyebabkan penurunan suhunya juga lebih tinggi. Waktu kontak udara dalam ruang pengering berdasarkan kecepatan rata-rata udara adalah 0.91 detik untuk kipas kecepatan tinggi, 1.38 menit untuk kecepatan rendah dan 1.45 detik untuk kipas pengganti.

Driving Force dan Penyerapan Uap Air oleh Udara Pengering

Nilai rata-rata driving force udara pengering selama pengujian pengeringan chips kentang ditunjukkan pada Gambar 25. Asumsi yang digunakan adalah suhu permukaan bahan yang dikeringkan sama dengan suhu bola basah udara pengering dan permukaan bahan dijenuhi oleh uap air. Perhitungan driving force dilakukan menggunakan Persamaan 1.

Penyerapan uap air dari bahan pangan ke udara pengering dipengaruhi oleh kondisi suhu, kelembaban, kecepatan aliran udara dan kadar air bahan yang dikeringkan. Hasil perhitungan penyerapan uap air oleh udara pengering tiap satuan massa udara selama pengujian pengeringan chips kentang ditunjukkan pada Gambar 26. 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008

KTA KTB KRA KRB KPA KPB

Perlakuan D ri vi ng f or ce ( kg . kg -1 )

Gambar 25 Driving force rata-rata selama pengujian pengeringan

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Waktu pengeringan (menit)

P e nye ra pa n ua p a ir ( g . K g -1 )

Gambar 26 Penyerapan uap air dari chips kentang oleh udara pengering KTA ( ), KTB ( ), KRA ( ), KRB ( ), KPA ( ) dan KPB ( ).

Semakin tinggi kecepatan udara maka penyerapan kandungan uap air tiap satuan massa udara pengering semakin rendah karena waktu kontak antara udara dengan bahan semakin sedikit. Selain itu semakin tinggi kecepatan aliran udara kondensor, suhu keluaran kondensor juga semakin rendah sehingga potensi penyerapan uap air per satuan massa udara semakin rendah.

Kadar air bahan yang semakin rendah juga mempengaruhi penyerapan uap air oleh udara pengering. Kadar air bahan yang semakin rendah akan lebih sulit untuk melepaskan kandungan airnya sehingga jumlah uap air yang diserap tiap satuan massa udara akan rendah. Potensi penyerapan uap air yang dimiliki oleh udara pengering tidak semuanya dapat termanfaatkan untuk pengeringan. Potensi panas kondensor AC berdasarkan analisis teknik adalah sekitar 6.2 gr/ kg udara kering pada kondisi dengan suhu tetap 42^o

Kadar Air Hasil Pengeringan

C dan RH 35%. Kondisi tersebut tidak selalu tercapai pada pelaksanaan proses pengeringan, meskipun kondisi tersebut dapat tercapai, akan tetapi pada pelaksanaan pengeringan tidak semua potensi penyerapan uap air dari udara pengering dapat termanfaatkan untuk pengeringan karena membutuhkan waktu kontak yang cukup dengan bahan. Seiring dengan semakin banyaknya uap air yang diserap oleh udara maka potensi penyerapan uap air oleh udara akan semakin menurun.

Kadar air kentang rata-rata sebelum pengeringan berkisar antara 83.76 sampai 84.89% basis basah dan sesudah pengeringan 8.20 ± 1.04% basis basah untuk perlakuan kipas pengganti dikombinasi dengan pembalikan rak dan 28.46 ± 16.97% untuk perlakuan kipas kecepatan tinggi tanpa pembalikan rak. Data kadar air rata-rata sebelum dan sesudah pengeringan disajikan dalam Tabel 6.

Tabel 6 Kadar air bahan sebelum dan sesudah pengeringan

Dalam dokumen Rancang bangun alat pengering dengan memanfaatkan panas kondensor AC ruangan (kasus pengeringan chips kentang (Halaman 56-84)