PERANCANGAN MESIN PENGERING BUAH MANGGA KAPASITAS 50 KG/PROSES

i

PERANCANGAN MESIN PENGERING BUAH MANGGA

KAPASITAS 50 KG/PROSES

TUGAS AKHIR

BIDANG KONVERSI ENERGI Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan

Program SarjanaTeknik (S1)

Oleh :

RIQI ZAINUL ERFIN 201010120311122

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

▸ Baca selengkapnya: peta konsep buah mangga

iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

RIQI ZAINUL ERFIN 201010120311122 Yang telah disahkan oleh :

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR

Nama : Riqi Zainul Erfin

Nim : 201010120311122

Bidang Keahlian : Konversi Energi

No. ST. Pem. TA : E.2/ 123/ FT/ UMM/ III/ 2014

Judul : Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50

kg/proses

Pembimbing I : Ir. Herry Supriyanto, MT

No.

CatatanAsistensi

Paraf

Dosen Pembimbing I

1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III

6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV

8 Konsultasi Bab V ACC dan Seminar Hasil

Malang, 27 Oktober 2014

v

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR

Nama : Riqi Zainul Erfin

Nim : 201010120311122

Bidang Keahlian : Konversi Energi

No. ST. Pem. TA : E.2/ 123/ FT/ UMM/ III/ 2014

Judul : Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50

kg/proses

PembimbingII : Ir. Mulyono, MT

No. CatatanAsistensi Paraf

Dosen pembimbing II

1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III

6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV

8 ACC Bab IV

9 Konsultasi Bab V ACC dan Seminar Hasil

Malang, 27 Oktober 2014

LEMBAR SURAT PERNYATAAN

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Riqi Zainul Erfin

Nim : 201010120311122

Tempat/Tanggal Lahir : Lumajang, 08 Februari 1991

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50 kg/proses” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan

duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/ atau

pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas

Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber

informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk

digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 27 Oktober 2014 Yang menyatakan,

vii ABSTRAKSI

Buah mangga merupakan salah satu hasil pertanian yang mempunyai potensi

besar di Indonesia. Perkembangan teknologi pengolahan saat ini, telah meningkatkan

pemanfaatan buah mangga menjadi berbagai macam produk olahan. Buah mangga tidak

tahan lama disimpan karena mengandung kadar air yang cukup tinggi. Dengan

dilakukan pengeringan pada mangga, kadar air mangga dapat dikurangi hingga

mencapai batas tertentu. Mangga yang dikeringkan akan memiliki kualitas yang baik

apabila diperoleh melalui prosedur dan proses yang tepat. Perancangan ini bertujuan

untuk mengetahui jenis mesin pengering yang tepat untuk pengeringan buah mangga.

Pengering ini berkapasitas 50 kg/prosesdan berbentuk persegi, didalamnya

berisi rak–rak dengan alas yang berlubang – lubang sebagai tempat buah mangga yang

akan dikeringkan. Proses pengeringan disini menggunakan uap air panas. Dari hasil

perancangan didapat beban pemanasan 72.935,184 kj dengan energi sebesar 10,13 kw

lama pengeringan selama 2 jam pada temperatur 70 oC.

Kata kunci: Mesin pengering, Mangga

ABSTRAKSI

Mango fruit is one of the crops that have great potential in Indonesia. The

development of today's processing technology, has increased the utilization of mango into

various refined products. Mango fruit is not durably saved because they contain high

water content. By drying the mango, it’s water content can be reduced up to a certain

limit. Dried mango will have a good quality when obtained through proper procedures

and processes. This design aims to determine the exact type drying machine of mango.

This drying machine has a capacity of 50 kg / processes and square shaped, in it

contains trays with perforated base as a mango place to be dried. The drying process is

using steam. From the results of the design, 72935.184 kj heating load obtained with

10.13 kw of energy with 2 hours long drying at a temperature of 70 ° C.

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang

mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas

akhir dengan judul “Perancangan Mesin Pengering Buah Mangga Kapasitas 50 kg/proses ” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang

dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa

ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih

atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran,

serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi

ini. Ungkapan terima kasih tersebut disampaikan kepada :

1. Keluarga Besar saya yang selalu memberikan bantuan materil maupun non

materil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan

terlupakan.

2. Bapak Ir. Herry Supriyanto, MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

3. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga

terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM.

5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM.

6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

ix

7. Teman – teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,

B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu

memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.

8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan

kalian semuannya.

Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak

terbahas.Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan

sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT

memberikan sifat Rahim – Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan

penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 27 Oktober 2014

DAFTAR ISI

COVER ...i

POSTER ...ii

LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ...iii

LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I ...iv

LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II ...v

LEMBARAN PERYATAAN ...vi

ABSTRAKSI INDONESIA ...vii

ABSTRAKSI BAHASA INGGRIS ...vii

KATA PENGANTAR ...viii

DAFTAR ISI ...x

DAFTAR TABEL ...xiii

DAFTAR GAMBAR ...xiv

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1.Latar Belakang ...1

1.2. Rumusan Masalah ...3

1.3. Tujuan Perancangan ...3

1.4. Manfaat Perancangan ...3

1.5. Batasan Masalah...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...5

2.1. Pengertian dan Manfaat Buah Mangga ...5

2.2. Teori Dasar Pengeringan ...7

2.3. Mekanisme Pengeringan ...8

xi

2.4.1. Jenis-jenis Mesin Pengering ...9

2.4.2. Pemilihan Mesin Pengering ...11

2.5. Komponen-komponen Mesin Pengering ...12

2.6. Proses Perpindahan Panas ...15

2.6.1. Perpindahan Panas Konduksi ...16

2.6.2. Perpindahan Panas Konveksi ...17

2.6.3. Perpindahan Panas Radiasi ...19

2.7. Aliran Viskositas ...20

2.8. Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh ...21

2.9. Penguapan ...22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...24

3.1. Konsep Desain Awal ...24

3.2. Diagram Alir Perancangan ...25

3.3. Lanakah-langkah Perancangan ...26

3.4. Analisa dan Perhitungan ...28

3.5. Variabel-variabel yang ada ...29

BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN ...30

4.1. Data Perancangan ...30

4.2. Perhitungan Dimensi Ruang Pengering...30

4.3. Perhitungan Beban Pemanasan Bahan ...31

4.3.1. Panas air dalam bahan ...31

4.3.2. Panas penguapan air dalam bahan pada suhu 70o C ...32

4.4. Perhitungan beban pemanas pada mesin pengering ...32

4.4.2. Beban pemanas pada dinding dalam ...35

4.4.3. Beban pemanas pada dinding luar...41

4.4.4. Beban pemanas pada pintu ...49

4.4.5. Beban pemanas pada cerobong uap ...53

4.5. Kebutuhan air setiap kali proses pengeringan ...54

4.6. Pemakain bahan bakar setiap kali proses pengeringan ...55

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...56

5.1. Kesimpulan ...56

5.2. Saran ...57

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Kandungan Buah Mangga ... 6

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1: Alat pengering tipe rak ... 2

Gambar 2.1: Mesin pengering tipe rak ... 9

Gambar 2.2: Mesin pengering berputar ... 10

Gambar 2.3: Mesin pengering beku ... 11

Gambar 2.4: Mesin pengering semprot ... 11

Gambar 2.5: Mesin pengering tipe rak ... 12

Gambar 2.6: Tipe rak ... 13

Gambar 2.7: Perpindahan panas konduksi ... 16

Gambar 2.8: Perpindahan panas konveksi ... 17

Gambar 2.9: Perpindahan panas konveksi paksa... 18

Gambar 2.10: Perpindahan panas Radiasi ... 19

Gambar 2.11: Perpindahan panas menyeluruh melalui dinding datar ... 21

Gambar 3.1 Konsep Mesin Pengering Mangga ... 24

xv

DAFTAR PUSTAKA

 Holman, Jp. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga

 Suharto, Ir. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta. Rineka Cipta

 Tardan Suryaman, Ir. 1997. Mangga Budidaya dan Pasca Panen. Jakarta.

Kanisius

 DIPERTA Kab. Probolinggo 2012

 Alat Pengering diakses dari http: //www.westryantindaon.blogspot.com/

pada tanggal 20 Mei 2014

 Tabel Panas Laten diakes dari www.scribd.com/doc/49093686/,wikipedia

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mangga atau mempelam adalah nama sejenis buah, nama asli buah

ini Maanga. Nama buah ini berasal dari daerah Malayalam yang terletak disekitar

perbatasan India dengan Burma. Mangga termasuk ke dalam marga Mangifera

yang terdiri dari 35-40 anggota dan suku Anacardiaceae. Mangga mempunyai zat

tenaga, kadar air, kadar serat, karbohidrat, kalsium, dan vitamin-vitamin lainnya.

Pohon mangga termasuk tumbuhan kelompok arboreus, yaitu tumbuhan berkayu

yang mempunyai tinggi batang lebih dari 5 m. Pohon mangga bisa mencapai

tinggi 10-40 m. (Ir. Suryaman Tadan, 1997)

Buah mangga memiliki sifat mudah rusak, ini dipengaruhi kadar air

yang sangat tinggi sekitar 80%, kandungan air yang sangat tinggi memudahkan

buah mangga cepat rusak. Di daerah Probolinggo potensi sentra produksi buah

mangga lebih dari 2.639 ton (DIPERTA Kab. Probolinggo 2012). Potensi yang

cukup besar ini seharusnya dimanfaatkan untuk membuat berbagai olahan buah

mangga salah satunya dengan cara pengeringan. Pengolahan buah mangga selain

mencegah buah mangga rusak juga dapat membuat harga mangga menjadi

semakin mahal. Harga buah mangga yang sudah dikeringkan kurang lebih dapat

mencapai 25 ribu rupiah per 250 gramya, sedangkan harga buah mangga antara 10

2

Pengeringan hasil pertanian dengan menggunakan energi matahari

biasanya dilakukan dengan menjemur bahan diatas alas jemuran atau lamporan,

yaitu suatu permukaan yang luasnya dapat dibuat dari berbagai bahan padat.

Sesuai dengan sistem dan peralatannya serta pertimbangan faktor ekonomis, alat

jemur dapat dibuat dari anyaman tikar, anyaman bambu, lembaran seng, lantai

batu bata atau lantai semen. Pengeringan ini adalah pengeringan yang paling

sederhana (dengan cara penjemuran). Penjemuran adalah usaha pembuangan atau

penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang cukup.

Kendala yang dihadapi jika proses pengeringan memanfaatkan

tenaga matahari terkendala masalah cuaca yang tidak menentu sehingga kurang

produktif. Menyikapi masalah ini penulis mencoba mencari jalan keluar dengan

merancang mesin pengering. Pengeringan menggunakan bahan bakar sebagai

sumber panas (bahan bakar cair, padat, listrik). Tray Dryer jenis pengering

berbentuk persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat

[image:17.595.253.407.513.685.2]

bahan yang akan dikeringkan cocok untuk bahan yang berbentuk padat.

Gambar 1.1 : Alat pengering jenis tray dryer.

3

Melalui perancangan mesin pengering mangga kapasitas 50 kg per proses ini

diharapkan dapat memberi informasi untuk pembuatan mesin pengering mangga

yang dapat meningkatkan produktivitas.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah diatas, maka rumusan masalahnya adalah:

a) Bagaimana dimensi mesin pengering mangga dengan kapasitas 50 kg per

proses?

b) Berapa kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga dapat

diketahui jumlah energi yang digunakan?

1.3 Tujuan Perancangan

Dari rumusan masalah diatas, maka tujuan peracangannya adalah:

a) Memperoleh bentuk dimensi alat pengering mangga kapasitas 50 kg per

proses.

b) Mengetahui kalor yang dibutuhkan untuk proses pengeringan, sehingga

dapat diketahui jumlah energi yang digunakan.

1.4 Manfaat Perancangan

Manfaat yang diperoleh dari perancangan mesin ini antara lain:

a) Sebagai acuan untuk pembuatan mesin pengering mangga selanjutnya.

b) Resiko terjadinya pembusukan mangga dapat dikurangi.

c) Memberi informasi tentang mangga itu sendiri.

1.5 Batasan Masalah

Untuk menghidari pembahasan yang terlalu meluas dalam perancangan ini

4

a) Kapasitas mangga yang dikeringkan 50 kg per proses.

b) Menggunakan sistem Tray Dyer.

c) Mangga disusun secara merata diatas tray.

d) Menggunakan LPG sebagai sumber pemanas.

e) Menggunakan air sebagai media pemanas.

f) Diasumsikan panas di dalam ruang pengeringan merata.