L2.14 MENHITUNG KONSUMSI ENERGI SPESIFIK
2.2 Pengering Surya (Solar Dryer) 1 Pengeringan Open Sun
Panjang gelombang pendek energi matahari jatuh pada permukaan yang tidak rata tanaman. Sebagian dari energi ini dipantulkan kembali dan bagian yang tersisa diserap oleh permukaan tergantung pada warna tanaman. Radiasi diserap diubah menjadi energi panas dan suhu tanaman meningkat. Dalam hasil ini ada kerugian
menyebabkan peningkatan suhu dan pembentukan uap air di dalam tanaman dan kemudian berdifusi menuju permukaan bentuk penguapan. Pada tahap awal, penghilangan kelembaban cepat karena kelebihan kelembaban pada permukaan produk menyajikan permukaan basah bagi udara pengeringan. Selanjutnya, pengeringan tergantung pada tingkat di mana kelembaban dalam produk bergerak ke permukaan oleh proses difusi tergantung pada jenis produk. Dalam pengeringan terbuka matahari, ada kerugian yang cukup besar karena berbagai alasan seperti tikus, burung, serangga dan mikro-organisme. Hujan badai atau lebih tak terduga memperburuk situasi. Selanjutnya, lebih dari pengeringan, kontaminasi oleh bahan asing seperti kotoran debu, serangga, dan mikro-organisme juga perubahan warna oleh radiasi UV merupakan karakteristik untuk membuka pengeringan matahari. Secara umum, pengeringan matahari terbuka tidak memenuhi standar kualitas internasional dan oleh karena itu tidak dapat dijual di pasar internasional. Dengan kesadaran kekurangan dalam pengeringan terbuka matahari, metode yang lebih ilmiah pemanfaatan energi surya untuk pengeringan tanaman telah muncul diistilahkan atau pengeringan matahari [15].
Gambar 2.1 Prinsip Kerja dari Pengering Open Sun [15]
2.2.2 Pengeringan Tak Langsung (Indirect Solar Dryer)
untuk memanaskan udara yang mengalir melalui produk yang akan dikeringkan dalam pengering ini. Maka kelembaban produk akan berkurang karena adanya konveksi dan difusi. Dalam hal ini kualitas pengering produk ditingkatkan meskipun tingkat pengeringan meningkat. Udara panas ditiupkan melalui ruang pengering. Di bagian atas pengeringan ventilasi ruang yang menyediakan mana kelembaban dihapus. Dalam jenis tidak langsung sistem pengeringan surya kontrol yang lebih baik atas pengeringan dicapai [17-18].
Gambar 2.2 Prinsip Pengering Tak Langsung [17]
2.2.3 Pengeringan Langsung (Direct Solar Dryer)
Pengeringan matahari langsung adalah cara konvensional pengeringan produk. Dalam metode ini produk secara langsung terkena radiasi matahari dan mengurangi
kadar air udara atmosfer. Gerakan udara ini disebabkan perbedaan densitas. Proses ini untuk waktu yang lama sampai produk akan kering ke tingkat yang dibutuhkan. Permukaan lantai yang terbuat dari beton atau daerah tertentu tanah membuat berlaku untuk pengeringan matahari langsung. Ini adalah pengeringan produk cara termudah tetapi juga merugikan karena tergantung pada kondisi iklim dan membutuhkan permukaan yang besar dan waktu yang lama dari paparan sinar matahari, kondisi produk akhir adalah pada pengamatan manusia terampil, dapat dikotori burung, dan binatang, pengeringan sangat rendah untuk pengeringan matahari langsung, dan paparan langsung sinar matahari dapat sangat mengurangi tingkat nutrisi seperti
Gambar 2.3 Prinsip Pengering Langsung [16] 2.3 Energi Surya (Solar Energy)
Energi surya adalah bersifat intermittent (tidak kontinu) dan suhu maksimum yang dapat dicapai 35oC. Oleh karena itu perlu ditambahkan sebuah kolektor tipe pelat datar untuk dapat menaikkan temperatur udara pemanas hingga mencapai 45 – 60 °C pada siang hari dan dilanjutkan dengan menyimpan sebagian energi surya ini pada bahan-bahan penyimpan panas (phase change material’s = PCM’s) untuk melanjutkan proses pengeringan pada saat malam hari [2]. Pemanfaatan energi matahari sebagai sumber energi alternatif untuk mengatasi krisis energi, khususnya minyak bumi, yang terjadi sejak tahun 1970-an mendapat perhatian yang cukup besar dari banyak negara di dunia. Di samping jumlahnya yang tidak terbatas, pemanfaatannya juga tidak menimbulkan polusi yang dapat merusak lingkungan. Cahaya atau sinar matahari dapat dikonversi menjadi listrik dengan menggunakan teknologi sel surya atau fotovoltaik. Matahari merupakan sumber energi yang benar- benar bebas untuk digunakan oleh setiap orang. Tidak ada manusia yang memiliki matahari, jadi setelah menutupi biaya investasi awal, pemakaian energi selanjutnya dapat dikatakan gratis. Energi surya adalah salah satu pilihan energi terbaik untuk daerah-daerah terpencil, bilamana jaringan distribusi listrik tidak praktis atau tidak memungkinkan untuk diinstalasi. Mengingat ratio elektrifikasi di Indonesia baru mencapai 55% - 60% dan hampir seluruh daerah yang belum dialiri listrik adalah daerah pedesaan yang jauh dari pusat pembangkit listrik [19].
2.4 Desikan
Desikan merupakan suatu zat yang menarik uap air dari dalam melalui proses adsorpsi dan absorpsi. Pada absorpsi, menyerap kelembaban dari suatu bahan terjadi secara fisika dan kimia. Kebanyakan absorben, seperti larutan lithium klorida atau trietilenglikol dalam air, adalah cairan [20]. Pada tahun 1937 sebuah sensor kelembaban elektrolit menggunakan lithium klorida (LiCl) yang dikembangkan oleh Dunmore, menjadi sensor kelembaban listrik pertama dan hanya tersedia sampai sekitar pertengahan sensor elektrolit 1970an. LiCl telah banyak digunakan dalam
sel elektrolit. Dengan menyerap uap air di atmosfer melalui media berpori, konduktivitas ionik sel-sel berubah dan jumlah kelembaban terdeteksi [21]. Berdasarkan perpindahan panas dan kondisi operasinya, absorben memiliki dampak yang paling signifikan untuk efisiensi perpindahan dan efisiensi entalpi yang sekitar 15,9% lebih tinggi dari adsorben. Kedua metode signifikan mempengaruhi efisiensi pertukaran kelembaban. Pembuatan absorben dapat mencapai 84,5% dari efisiensi pertukaran kelembaban, yang 38,7% dan 28,1% lebih tinggi dibandingkan adsorben [22].
Dalam dekade terakhir, karena biaya energi meningkat, sistem suhu pengeringan rendah menggunakan desikan telah mendapat perhatian besar. Jenis-jenis desikan adalah silika gel, alumina aktif, bauksit diaktifkan, microsieves, kalsium klorida, lithium klorida atau bromida, dan asam sulfat dapat digunakan untuk dehumidifikasi udara. Regenerasi suhu yang diperlukan untuk mengeringkan disk penyerap silika gel, alumina aktif, bauksit diaktifkan, microsieves adalah sekitar 80 oC, yang relatif tinggi. Desikan seperti kalsium klorida, lithium klorida atau bromida, dan asam sulfat, lebih nyaman dan murah untuk bekerja dan memiliki suhu pengering regenerasi sekitar 60 oC. Untuk sistem dehumidifikasi udara, tekanan uap dari desikan harus lebih rendah dari air. Suhu regenerasi, biaya, dan viskositas harus rendah. Selain itu, juga harus non-toksik, kimiawi stabil, dan tidak akan mempengaruhi kulit. Beberapa bahan desikan, seperti lithium bromida, asam sulfat, kalsium klorida, dan lithium klorida, telah mendapat perhatian. Lithium klorida adalah desikan yang paling stabil dapat mengurangi kelembaban relatif hingga 60% dan memiliki berbagai macam konsentrasi dehidrasi (30JK sampai 45%), tetapi biaya adalah relatif tinggi. Kalsium klorida termurah dan paling mudah tersedia tetapi ada satu kelemahan yaitu tidak selalu stabil. Hal ini tergantung pada kondisi udara inlet dan konsentrasi persentase desikan [8].