Simulasi 1 merupakan simulasi proses pengeringan pada kondisi musim hujan dengan ketebalan tumpukan 2.50 m, dengan kadar air awal jagung 18% b.k, suhu jagung 29.5 oC, suhu udara masuk 31 oC dengan RH 73% dan laju massa udara 12.7 kg/mnt-m2. Kondisi tersebut merupakan kondisi lapangan hasil pengukuran. Perubahan kadar air setelah simulasi pengeringan selama 150 jam selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 20 dan penyajian grafisnya dapat dilihat pada Gambar 28.
Gambar 28 Perubahan kadar air pada Simulasi 1
Secara keseluruhan pada awal-awal pengeringan berlangsung, pada seluruh layer terjadi peningkatan kadar air dalam waktu yang bervariasi. Pada Layer 1 peningkatan terjadi hanya pada 1 jam pertama dari kadar air sebesar 0.8%, peningkatan ini dikarenakan terjadinya kondensasi uap air dari lapisan sebelumnya. Ketebalan setiap layer sebesar 0.01 m memungkinkan adanya dua
16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Kadar air (% b.k)
Waktu (jam ke-)
Suhu udara = 31oC, RH=73 %, Laju massa udara=12.7 kg/mnt-m2, Me=16.6% b.k
Layer 1 Layer 10 Layer 40 Layer 50 Layer 100 Layer 150 Layer 200 Layer 250
57
lapisan biji yang bertumpuk dan ukuran biji yang bervariasi menyebabkan asumsi satu layer hanya ada satu lapisan biji menyebabkan hasil tidak persis tepat. Sehingga pada Layer 1 pun masih mungkin terjadi kenaikan kadar air akibat uap air yang dibawa udara dari lapisan sebelumnya. Namun hal tersebut tidak berlangsung lama, karena setelah 1 jam pertama kadar air pada Layer 1 terus menurun menuju kadar air keseimbangannya. Hal yang sama juga terjadi pada Layer 10 (meningkat sebesar 1.41% b.k), Layer 40 (meningkat sebesar 1.48% b.k), Layer 50 dan 100 (masing-masing meningkat sebesar 1.50% b.k). Peningkatan kadar air pada ke-4 layer tersebut juga terjadi pada satu jam pertama pengeringan berlangsung, namun setelah satu jam kadar air pada ke-4 layer tersebut mengalami penurunan.
Pada Layer 150, peningkatan kadar air masih terjadi sampai jam ke-3 proses pengeringan berlangsung sebesar 1.52% b.k. Setelah jam ke-3 kadar air pada layer ini menurun. Pada Layer 200 terjadi peningkatan sampai jam ke-4 sebesar 1.52% b.k dan pada Layer 250 terjadi peningkatan kadar air sampai jam ke-5 dengan nilai sebesar 1.59% b.k.
Secara umum terlihat bahwa trend penurunan kadar air baru terjadi dengan baik setelah melewati 10 jam proses pengeringan, penurunan ini juga terjadi bervariasi sesuai dengan lapisannya masing-masing. Karena pada prinsipnya pengeringan tumpukan tebal ini adalah proses pengeringan lapisan tipis yang dikondisikan bertumpuk, maka uap air dari lapisan sebelumnya masih mungkin terkondensasi pada lapisan setelahnya tergantung pada suhu, RH dan kecepatan udara yang membawa uap air tersebut. Pada Layer 1, 10, 40 dan 50 terlihat penurunan tajam terjadi setelah jam ke-3 sampai jam ke-40, selanjutnya penurunan kadar air berlangsung secara perlahan-lahan. Sementara pada layer setelahnya yaitu Layer 100, 150, 200 dan 250 laju penurunan kadar air lebih lambat dari keempat layer sebelumnya. Hal ini dikarenakan tumpukan biji yang semakin tebal, sehingga udara dan RH yang melewati layer-layer tersebut telah terlebih dahulu terjenuhkan oleh uap air yang dibawa dari layer-layer sebelumnya. Namun demikian, penurunan kadar air pada layer-layer tersebut terus berlangsung menuju kadar air keseimbangan.
Pada Simulasi 1 dengan suhu 31 oC dan RH 73% didapatkan Me sebesar 16.6% b.k. Dengan kondisi ini, maka dibutuhkan waktu selama 150 jam pengeringan untuk mengurangi kadar air dari 18% b.k menuju kadar air keseimbangan. Pada akhir Simulasi 1 (jam ke-150) didapat kadar air rata-rata sebesar 16.6% b.k, nilai tersebut telah mencapai kadar air keseimbangannya.
4.3.2 Kadar Air Jagung Simulasi 2
Simulasi 2 merupakan simulasi dengan kondisi proses pengeringan pada musim kemarau. Kondisi yang diberikan adalah ; ketebalan tumpukan jagung 2.50 m dengan kadar air awal 18% b.k, laju massa udara 12.7 kg/mnt-m2, suhu udara pengering yang digunakan adalah 33 oC dengan RH 59.8%. Hasil simulasi Simulasi 2 selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 21, sementara penyajian grafisnya pada Gambar 29.
Gambar 29 Perubahan kadar air pada Simulasi 2
Pada Simulasi 2 terlihat bahwa pada semua lapisan tetap mengalami peningkatan kadar air akibat kondensasi uap air dari lapisan sebelumnya. Pada Layer 1 terjadi peningkatan kadar air sebesar 0.11% b.k pada jam ke-1 proses pengeringan. Setelah jam ke-2 kadar air pada Layer 1 terus menurun secara drastis hingga jam ke-30, selanjutnya penurunan berlangsung lambat. Pada Layer 10 terjadi peningkatan sebesar 1.12% b.k pada jam ke-1, sementara pada Layer 40
12.5 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 K a da r a ir ( % b.k )
Waktu (jam ke-)
Suhu udara = 33 oC, RH=59.8 %, Laju massa udara=12.7 kg/mnt-m2, Me=13.5% b.k
Layer 1 Layer 10 Layer 40 Layer 50 Layer 100 Layer 150 Layer 200 Layer 250
59
dan 50 juga terjadi peningkatan kadar air pada jam ke-1 (masing-masing sebesar 1.40% b.k dan 0.49% b.k). Sementara pada Layer 100 peningkatan kadar air terjadi hingga jam ke-2 sebesar 0.48% b.k. Memasuki jam ke-3 hingga jam ke-30 penurunan kadar air pada Layer 10, 40 dan 50 berlangsung secara drastis hingga melawati jam ke-30 penurunan kadar air mulai berlangsung secara perlahan. Pada Layer 100 laju penurunan yang tinggi terjadi antara jam ke-3 hingga jam ke-50 dan selanjutnya berlangsung lambat. Pada Layer 150 dan 200 kadar air meningkat hingga jam ke-3 (sebesar masing-masing 1.49% b.k dan 1.5% b.k) dan selanjutnya penurunan kadar air berlangsung dengan laju yang tinggi setelah jam ke-3 hingga jam ke-60. Untuk Layer 250 peningkatan kadar air hingga jam ke-6 pengeringan berlangsung dengan nilai 1.54% b.k. Selanjutnya perubahan kadar air berlangsung cepat pada jam ke-20 hingga jam ke-80 untuk Layer 200 dan jam ke- 30 hingga jam ke-90 untuk Layer 250. Selanjutnya penurunan terus berlangsung secara perlahan-lahan menuju kadar air keseimbangan.
Perubahan RH dari 73.2% pada Simulasi 1 menjadi 59.8% pada Simulasi 2 ternyata memberikan pengaruh yang cukup besar pada proses pengeringan. Terjadinya peningkatan kadar air yang lebih kecil pada layer-layer yang ada merupakan pengaruh RH udara yang kering, karena semakin kering RH udara, maka uap air yang diserap oleh udara akan semakin banyak. Hal tersebut menyebabkan kemungkinan kondensasi pada layer-layer bagian atas menjadi lebih kecil karena kapasitas tampung uap air dalam udara yang kering menjadi lebih besar. Sehingga kalaupun terjadi kondensasi maka pengaruhnya sangat kecil bila dibandingkan kenaikan kadar air yang terjadi pada Simulasi 1. Kondensasi uap air dari RH kering pada Simulasi 2 juga mengakibatkan perlambatan laju penurunan kadar air pada awal-awal proses pengeringan, namun demikian penurunan kadar air terus berlangsung menuju kadar air keseimbangan.
Pada Simulasi 2 dengan suhu 33 oC dan RH 59.8% didapatkan kadar air keseimbangan sebesar 13.5% b.k. Dengan kondisi ini, dibutuhkan waktu selama 120 jam pengeringan untuk mengurangi kadar air dari 18% b.k menuju kadar air keseimbangan tersebut. Pada akhir proses Simulasi 2 didapatkan kadar air rata- rata sebesar 13.5% b.k, nilai tersebut memperlihatkan bahwa proses pengeringan pada simulasi ini telah mencapai kadar air keseimbangannya. Bila dilihat dari segi
waktu pengeringan dan perubahan kadar air bijian, maka udara lingkungan dengan RH 59.8% memiliki potensi yang sangat baik untuk proses pengeringan.
4.4 Perubahan Kadar Air Jagung Percobaan