Ini merupakan hasil penelitian dari dosen universitas darma persada tentang teknologi tepat guna. Mesin pengering ini adalah pengering surya tipe lorong dengan keunggulan: •Memanfaatkan sumber energi terbarukan setempat (Surya, angin, limbah kehutanan,
pertanian)
•Dapat melakukan pengeringan dengan relatip lebih cepat dibanding penjemuran •Dapat beroperasi secara kontinyu siang dan malam
•Kandungan lokal 100% (hasil invensi sendiri)
•Dapat digunakan untuk terutama untuk pengeringan ikan, rumput laut, soun, dendeng, bawang, cabe, manisan buah, pisang sale, dll.
•√ Blower dapat digerakkan dengan menggunakan solar PV •√ Pengering mudah dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan
Spesifikasi
Komponen Utama
- Dimensi : 2 m x 4 m x 2,5 m, Struktur transparan, Penyerap panas, Rak pengering, Axial Blowers : 3 buah, 12V- dc, Penukaran panas rangkaian pipa di bagian dasar bangunan, Unit pemanas tambahan tungku biomasa, Suhu pengering : 40 – 50 C. Kapasitas: Tergantung jenis produk (100 – 600 kg basah). Waktu pengeringan : 200 – 300 kg ikan ; 1 hari (20% BK) rumput laut – 2hari.
Gambar 9. Mesin Pengering Surya Tipe Lorong
Prospek/peluang pemasaran produk
•Program pemerintah mulai tahun 2007 dalam pengembangan SET dan desa mandiri energi. •Potensi SET (Sumber Energi Terbarukan)setempat yang cukup melimpah seperti energi surya, angin, mini-hidro, bio massa, panas bumi dan energi laut.
•Makin meningkatnya pemahaman dan kesadaran pemerintah, swasta dan perguruan tinggi terhadap pentingnya SET sebagai alat untuk memajukan desa.
•Sejalan dengan meningkatnya jumlah penduduk, maka kebutuhan energi masyarakat desa juga akan meningkat.
•Komitmen dunia dalam mencapai MDG dan mengurangi pemanasan global melalui protokol Kyoto.
I
A. Waktu dan Temp
Penelitian ini d Leuwikopo serta Labora Biosistem, Institut PertaniB. Alat dan Bahan
1. Bahan Bahan y rata-rata 31.6% b Jawa Barat. 2. Alat Adapun pera tipe bak yang me Departemen Tek yaitu: a. Bangunan ru 200 cm. B (polycarbone 750 watt unu b. Bak pengeri 150 cm x 80 c. Pemanas bu untuk mentr Gambar 10 me
III. METODOLOGI PENELITIAN
mpat
dilaksanakan pada Maret-April 2011 bertempat di oratorium Teknologi Energi Terbarukan, Departeme
nian Bogor.
yang Diuji
n yang digunakan dalam penelitian ini adalah jagung pi basis basah sebanyak 1000 kg yang diperoleh dari ke
eralatan yang diteliti unjuk kerjanya adalah satu unit p merupakan hasil rancangan peneliti IPB bagian Teknolo eknik Mesin dan Biosistem, periode 2009/2010 dima
rumah kaca dengan ukuran panjang x lebar x tinggi ya Bangunan rumah kaca ini terbuat dari dinding onet) dan lantai pengering. Pada banguan rumah kaca i
nuk mengeluarkan udara dari ruang pengering. ering yang akan diisi jagung yang akan dikeringkan de 80 cm
buatan yaitu tungku untuk menyalurkan udara panas ke transfer energi panas dari tungku digunakan heat exchan merupakan gambar bangunan pengering ERK tipe bak.
Gambar 10. Bangunan pengering ERK tipe bak
20
TIAN
i Laboratorium Lapang en Teknik Mesin dan
pipilan dengan kadar air kelompok tani di Banten,
t pengering ERK-Hybrid ologi Energi Terbarukan, mana bagian utamanya ,
yaitu 360 cm x 310 cm x g dan atap transparan a ini terdapat exhaust fan
dengan ukuran 250 cm x
ke ruang pengering. Dan hanger (HE).
21 Mesin pengering ini mempunyai prinsip kerja sama dengan prinsip kerja mesin pengeringn Efek Rumah Kaca (ERK) yang telah dijelaskan sebelumnya di bab sebelumnya. Sistem yang diamati dari mesin pengering ini secara garis besar terbagi menjadi 2 sub-unit sistem utama, yaitu unit bangunan mesin pengering dan unit pemanas tambahan (hibrid). Komponen lain yang mendukung kinerja sistem mesin pengering ini adalah penggunaan penukar panas (heat exchanger/HE), kipas. Bangunan mesin pengering yang diuji pada penelitian ini memiliki bagian-bagian dan fungsi sebagai berikut:
1. Bangunan mesin pengering
Bangunan mesin pengering berfungsi sebagai penyerap (absorber) dan pengumpul (kolektor) panas sekaligus ruang pengering.
a. Pengumpul (kolektor) dan penyerap (absorber) panas
Mesin pengering dibuat dengan dinding penutup (pada bagiandepan, atas, dan belakang) dari bahan tembus cahaya/transparan (plastik polikarbonat dengan nilai transmisivitas 0,85) agar dapat melewatkan radiasi matahari dan menginsulasi panas yang dihasilkannya. Rangka utama dan bagian-bagian lain bangunan mesin dicat warna gelap agar berfungsi sebagai absorber yang menyerap panas sebesar-besarnya.
b. Ruang pengering
Ruang pengering adalah ruang untuk meletakkan jagung ketika proses pengeringan berlangsung. Ruang pengering juga berfungsi melindungi jagung dari hujan dan hama/binatang perusak. Bangunan pengering ini mempunyai alas berbentuk segi empat. Rangka bangunan terbuat dari besi pipa berdiameter luar 4,5 cm dan tebal 2 mm. Di dalam ruang pengering ini terdapat bak berbentuk persegi ukuran (2.5 x 1.5 x 0.8) m sebagai wadah/tempat jagung yang akan dikeringkan.
2. Pemanas tambahan
Mesin pengering ini dilengkapi dengan pemanas tambahan berupa sebuah tungku biomassa (hibrid biomassa). Tungku biomassa sebagai tempat pembakaran biomassa (kayu bakar/tempurung kelapa/ limbah pertanian) akan menghasilkan panas yang dapat meningkatkan suhu mesin pengering mencapai kondisi pengeringan yang optimum dan membuat proses pengeringan berjalan secara kontinyu.
3. Penukar panas (heat exchanger/HE)
Penukar panas digunakan untuk mengambil panas yang dihasilkan tungku biomassa tanpa memasukkan udara hasil pembakaran ke dalam mesin pengering. Penukar panas yang digunakan pada mesin pengering ini, yakni penukar panas menggunakan media udara (HE udara). HE udara terbuat dari beberapa besi pipa dengan diameter 3 cm yang dipasang melewati tungku pembakaran.
4. Kipas penghisap (blower)
Mesin pengering dilengkapi dengan satu blower dengan daya 750 watt, yang diletakkan di bagian sisi/samping kiri mesin). Blower ini berfungsi untuk mengisap udara yang akan memindahkan uap air jagung yang dikeringkan.
Proses pengeringan dapat dilakukan pada siang hari dengan memasukkan jagung ke dalam bak penampung, sesuai dengan beban optimum. Bila sudah cukup, blower dihidupkan. Jagung dalam bak tersebut akan mengalami proses pengeringan dikarenakan suhu ruang pengering yang meningkat akibat penyerapan iradiasi surya. Penutup transparan berfungsi untuk menahan gelombang panjang yang dipantulkan sehingga suhu ruang semakin tinggi sejalan dengan laju iradiasi surya yang ditangkap. Uap yang terjadi akan terdesak ke
22 jendela/bukaan, jagung yang terkumpul dalam bak akan mengalami proses pengeringan, kemudian diaduk sampai mencapai kadar air jagung akhir yaitu 12-14% (Kamaruddin, 2007)
C. Pendekatan Masalah
Pada penelitian ini, penilaian keefektifan dan nilai tambah fungsi mesin pengering tipe efek rumah kaca (ERK) berenergi surya dan biomassa yang digunakan untuk mengeringkan jagung pipilan (zea mays L) disandarkan pada nilai analisa faktor unjuk kerja mesin dan pada analisis biaya investasi dan biaya operasi yang menjadi tujuan penelitian. Faktor ekonomis seperti ini atau dan faktor sosial juga memberikan andil dalam penilaian suatu mesin.
Kemudian, pelaksanaan penelitian ini idealnya dilakukan pada kondisi cuaca/musim yang berbeda, yakni musim penghujan dan musim kemarau. Sehingga tampak perbedaan kinerja mesin pengering pada aspek-aspek yang diperbandingkan. Dan pada penelitian ini ada masa-masa cuaca mendung, bahkan gerimis/hujan pada saat pengambilan data.
Pada penelitian ini dilakukan 4 kali percobaan. Pada percobaan pertama (P1) dan kedua (P2) yang merupakan percobaan pendahuluan dilakukan untuk mengetahui profil sebaran suhu pada siang hari tanpa beban pengeringan. Sedangkan percobaan ketiga (P3) dan percobaan keempat (P4) dilakukan dengan memakai beban pengeringan dan menggunakan input energi tambahan sampai kadar air jagung mencapai yang diinginkan. Tiap percobaan dilakukan secara kontinyu pada siang dan malam hari yaitu empat hari empat malam karena menggunakan pemanas tambahan.
Waktu (lama pengeringan) dalam sekali percobaan dengan beban setara dengan asumsi kebiasaan di tempat penelitian, bahwa pengeringan jagung pipilan yang secara konvensional/dijemur memerlukan waktu sekitar 10 hari. Hal ini juga sejalan dengan apa yang pernah dilakukan Wilson (2010), bahwa pengeringan jagung pipilan dengan kadar air 25,7 % bk hingga kadar air 16,7% bk pada suhu 25-51 oC dilakukan selama 14 jam. Maka dengan waktu pengeringan selama satu hari satu malam atau setara 24 jam, diharapkan bisa mencapai kadar air aman.
Untuk jumlah beban yang diberikan pada setiap ulangan/percobaan (ketiga dan keempat) semula akan disamakan, yakni 1000 kg (beban maksimal).
D. Parameter Kinerja (Unjuk Kerja) Mesin
Parameter-parameter yang diukur untuk menentukan performansi alat adalah suhu ruang pengering dan sebarannya, waktu pengeringan dan laju pengeringan, kebutuhan energi untuk pengeringan, efisiensi penggunaan energi, dan mutu jagung.
a. Suhu ruang pengering dan sebarannya
Suhu ruang pengering adalah suhu udara rata-rata yang dapat dicapai mesin selama proses pengeringan. Sedangkan sebaran suhu adalah suhu rata-rata dari beberapa titik pengukuran yang tersebar di dalam ruang pengering. Pengukuran suhu ini dilakukan dengan menggunakan thermometer dan termokopel. Data suhu yang diperlukan antatra lain suhu bola basah lingkungan, suhu bola kering lingkungan, suhu bola basah ruang pengering, suhu bola kering ruang pengering, suhu bola basah keluar ruang pengering (outlet), suhu bola kering outlet dan suhu jagung.
23 b. Waktu pengeringan dan Laju pengeringan
Waktu pengeringan merupakan waktu total yang dibutuhkan untuk mengeringkan jagung sampai kadar air yang diinginkan. Laju pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan persatuan waktu atau perubahan kadar air jagung dalam satu satuan waktu. Data yang diperlukan adalah bobot dan kadar air awal jagung sebelum dikeringkan, bobot dan kadar air akhir jagung yang telah dikeringkan, kadar air jagung selama proses pengeringan dan waktu pengeringan. Pengeringan akan dihentikan pada saat berat jagung telah mencapai kadar air yang diinginkan yaitu 12-14%. Selain itu juga dilakukan pengukuran terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeringan yaitu kecepatan udara pengering, dan kelembaban udara.
c. Kualitas jagung yang dikeringkan
Kualitas jagung yang dikeringkan dengan mesin pengering diharapkan lebih baik dari kualitas jagung yang dihasilkan dengan cara konvensional/dijemur. Kualitas jagung dapat dilihat dari penampakan fisik (keseragaman warna, dan ada atau tidaknya jamur pada jagung), dan kadar air.
d. Kebutuhan energi untuk pengeringan
Kebutuhan energi untuk pengeringan adalah kebutuhan energi surya, energi bahan bakar yang digunakan pada tungku pengering dan listrik yang digunakan untuk menggerakkan kipas exhaust.
e. Kebutuhan energi spesifik untuk pengeringan
Konsumsi energi spesipik yaitu kebutuhan energi yang digunakan untuk menguapkan satu kilogram uap air pada proses pengeringan.
f. Efisiensi penggunaan energi
Efisiensi total sistem merupakan persentase dari energi yang masuk ke sistem yang digunakan untuk mengeringkan jagung. Data-data input energi yang diperlukan meliputi data iradiasi surya, jumlah energi listrik yang digunakan, dan jumlah biomassa yang digunakan. Sedangkan data output energi berupa massa air yang diuapkan dari jagung (selisih berat akhir dan berat awal jagung), jagung, suhu udara pengering, RH dan kecepatan volumetrik udara pengering.
E. Alat yang Digunakan dan Metode Pengambilan Data
E.1. Peralatan yang Digunakan
Peralatan yang digunakan untuk pengeringan ini antara lainyaitu: a. Satu unit mesin pengering ERK-Hibrid tipe bak
b. Timbangan digital model EK-1200 A c. Timbangan duduk kapasitas 500 kg d. Hybrid RecorderYokogawa
e. Termokopel tipe CC (Copper Constanta) f. Multimeter model 2506 A merek YEW g. Anemometer Kanomax tipe 6011 h. Pyranometer model MS-401` i. Termometer Alkohol (00-1000C)
j. Alat ukur waktu, alat ukur panjang, dan alat tulis k. Multi grain moisture tester tipe Grainer II merk Kett l. Kassa-kapas, plester, gelas plastik kecil, dan obeng