Rancangan dan Kinerja Sistem Pengeringan Berenergi Surya, Biomassa dan Angin

(1)

RANCANGAN DAN KINERJA SISTEM PENGERINGAN

BERENERGI SURY A, BIOMASSA DAN ANGIN

OLE"

MAULANA YUSUF

FOl498053

2003

JURUSAN TENIK PERTANIAN

FAkJLTASTENOLOGIPERTANIAN

(2)

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BGOR

RANCANGAN DAN lNEJA SISTEM PENGERINGAN

BERENERGI SURYA, BIOMASSA DAN ANGIN

Jr.

SRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk mempeoleh gelar SARJANA TEKNOLOGJ PERTANJAN

Pembimbing U

Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertaniso

Institut Pertanian Bogor

Oleb

MAULANA YUSUF FOl498053

Tanggallulus : 11 Februari 2003

oleh

(3)

D N � E OF YOR OD HO AED

Keberadaan dan lujuan hidup manusia di bumi ini lidak lebih dari unluk beribadah kepada Allah ST. Semeslinya inleraksi manusia dengan sesamany serta dengan alam sekilar horus mampu meningkalkan pemahaman, keimanan don kelakwoan kepada Allah dalam setiap delok janlung kehiduponnya. Korena hidup hanya sekali maka jongon sampai gogal apa yang menjadi lujuan hidup ini. (Yt)

Hidup/ah sesuka haliml', sesungguhnyo kamu pasli mali. Cinlai siapa soja yang kamu senangi, sesungguhnya komu pasli akan berpisah dengannya. Lokukan apa soja yang kamu kehendaki, sesungguhnya kamu akan mempero/eh balasannya.

(AI-Hlkmah)

Sesungguhnya dalam penciplaan Ian gil dan bum;' si/ih berganlinya malam dan siang, bahlera yang eroyar di lout membawa apa yang berguna bag; manusia don apa yang Alah lurunkan dari langil berupa air lalu dengan air ilu dia hidupkan bumi sesudah mali Ikenngj-nya dan Dio sebl kan di bJmi ilu sego/o jenis hewan dan pengisoran angin don awon yang dikendalikon onlara langil dan bumi; Sungguh (Ierdapal) landa-lando (keesaon dan

(4)

Maulana Yusuf. F0149S3. ancangan dan Kinerja Sistem Pengeringan erenergi Surya, Biomassa dan Angin. Dibawah bimbingan Kamaruddin Adullah dan eoold O. Nelwan. 23.

Ringkasan

Salah satu emanfaatan energi terbarukan di bidang etanian yaitu untuk proses engeringan prduk ertanian. a radisional, a etani memanfaatkan energi surya untuk engeringan prduk etanian. Seiring denan erkembangan teknologi, eeraa inovasi teknoloi engeringan produk ertanian telah dikembangkan terutama dt neara-negara erkembang bahkan negara maju. Di Indonesia, beberapa inovasi telah dilakukan oleh BPPT dan eerapa erguruan tinggi alah satunya IPS. PeneIitian yang dilakukan Kamaruddin !f af (1995) diantaranya engering tie efek rumah kaca untuk engeringan biji-bijian dan buah-buahan. Selain itu telah dilakukan pula enggabungan sumber energi terarukan untuk engeringan salah satunya dengan energi biomassa.

Pada enelitian ini energi terbarukan dimanfaatkan untuk engeringan prduk ertanian yang berasal dari energi surya, biomasa dan angin. Energi surya dan biomassa sebagai enghasi I energi termal sedangkan energi angin sebagai enghasil energi mekanis untuk menggetarkan bak atau drum engering sehingga diharapkan emerataan kadar air tercapai sea waktu engerinan dapat diperendek. Secara umum, ermasalahan dalam proses engeringan produk

ertanian a.dalah emerataan kadar. Agar emerataan kadar air tercapai, eberapa alat atau mesin engenng gabah dilakukan proses embalikan produk secara

manual. Alat engering kakao dengan engaduk mekanis (stirrer) daTi besi siku yang digerakkan oleh motor listrik telah diuji oleh Manalu (1999). Metode ini dapat mengatasi kelengketan yang terjadi pada kakao o dapat memerbaiki energi sesifik total yaitu 6,2 MJ/kg.

(5)

kipas aksial 1500 rpm dan 1200 rpm, drying oven SS-204 D serta variable seed motor B 83 kWatt.

Komonen sistem engeringan ini terdiri i kineir Savonius, alat engering dan emanas tambahan erupa tungku biomassa. Komonen utama kineir Savonius terdiri dari sudu (blade) yang terbuat i drum minyak taoah sedangkan enukar panas terbuat i plat 1 mm dengan panjang 40 em dan lebar 20 em.

Berdasarkan hasil engujian sistem engeringan yang dilakukan dengan 2

ah ercobaan diperoleh eisiensi kincir Savonius seesar 7,7 % dan 7,8 %, eisiensi konversi daya sebesar 48 % dan 49 % yang dihasilkan i kecepatan angin rata-rata sebesar 1,72 mls dan 2,33 mis, laju putaran oros rata-rata sebesar 15 rpm dan 25 rpm. Daya keluaran yang dihasilkan sebesar 0,60 Watt dan 1,28 Watt sedangkan torsi raa-rata yang dihasilkan 0,38 N.m dan 0,57 N.m.

Parameter engeringan meliputi suhu rata-rata ruang engering sebesar 36,4 I'C dan 40,0 "C dan suhu rata-rata produk sebesar 40,2 °e dan 47,1 "e

Kelembaban relatif (H) ruang engering sebesar 56 % dan 51 %, H lingkungan sebesar 91 % dan 86%. Kadar air awaJ gabah 28,87 %bk dan 38,64 %bk dikeringkan selama 5 jam samai kadar air akhir 18,04 %bk dan 14,10 %bk dengan aju engerinan rata-rata yang dicapai seesar 2,17 %bk/jam dan 4,87 %bk/jam. Sedangkan laju engeringan dengan metde enjemuran masing nasing dieroleh 0,71 %bkJjam dan 0,90 %bJjam.

lumlah energi total yang diterima oleh sistem engering pada ercobaan

(6)

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur dan doa penulis pajalkan kehadiral Aloh Subhanahu Wa Ta'ala alas rahmal n karunia-Nya, ehingga enulian skripsi ini aknya dapal lereleaikan Shalawat dan alam eoga nla letuju agi Rasulullah

SAW, odel teadan uat anusia hingga akhir jaman.

Skripsi ini disusun ebagai tugas akhir studi di Jn Teknik Pean Institut Pertanian Bogor. Tea eelitian ini erkenaan dengan proes engeringan, yang brejudul .. gan n Kinerja Sistem Pengeringan Berenergi Surya, Biossa dan Angio n. Tujuan enelitian ini adalah mengetahui

engaruh vibrasi yang dihasilkan oleh kincir Savonius terhadap pameter engeringan serta kinerja sistem engeringan keseluruan.

Begilu anYak n eragam kendala maupun rinlangan yang diadapi enulis dari awal hingga seleainya enulisan skripsi ini. Semua itu, pasti ada hikmah yang erarga bagi penulis meski pada kenyatannya, enelitian ini terasa cukup erat. Selama melakukan enelitian sampai dengan seleainya enulian skripsi ini anyak piha. yang telah membantu, sehingga enulis tidak lupa mengucapkan lerima kasih kepada:

I. Prof. Dr. H. uddin Adullah MSA. IPU, ehagai doen embimbing ertaa alas segala bimbingan, rn n nasihal g

erharga bagi enulis.

2. Ir. Leoplold O. Nelwan MSi seagai doen embnbing kedua ekaligus seagai penguji yang telah anyak emerikan ide, keempatan diskusi di tengait kesibn stJdi Jl mengajar.

3. r. Ir. Suroso Mr alas kdiaannya menjadi doen enguji serta koreksi terhadap kesempan skripsi ini.

4. Bpk Made, Bpk Radite n Bpk Solahuddin alas diskusi n

kesempatan erkonsuhasi.

5. Pak o s antuan, ide dan kerja lenis di gan yang sangal erharga.

(7)

7. a V, a Cathy dan f CREATA alaS antuan inforasi dan

dnitsi.

8. Agus Arif, Kiawan, Yusuf Malang, oa, Fasiun, Anton, Edy,

Faisa� Syahid, Tr� Edah, Santi, Agung , Aji, Pingkan, Zeni atas

dukungan, n n diskusi erla eluruh a TEP 35 s

erbatian n keeaan.

9. Wawan, Rudi n elurub u Primadata dulu alaS bantuan at

prcurement. Pak Maman eserta staf Smile Net atas engertian n

fasilitas iternet yang oke.

to. Ten saier : Windy atas diskusi yang egitu erkesan, hrm dan Gorge atas antuan, diskusi n konsultasi komputer.

II. Terakhir n khusus buat Ibu, Bapak, Ayi, u, a n Mbab atas otivasi n semangat erta ntn oril dan material yang tidak bisa dikonversikan. Juga Mia dan Agum, teria kasih atas perhatian dan leluconnya.

Seoga tulisan i ermanfaat dan menjadi dasar emikiran m

dibidang tekologi pengeringan selanjutnya. Penulis enyadari enulisan skripsi

ini masih memiliki banyak ketidakempaan. ea itu enulis mengarapkan

kritik dan n dari embaca demi keempaan enulisan skripsi ini.

Bogor. Februari 2003

Pellulis

(8)

DATRISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... .

DAfAR ISI... 111

DATAR TABEL... v

D.' ... AR GAMBAR... VI DAT AR LAMPlRAN ... viii

I. PENDAHULUAN ... . A. LA TAR BELAKANG ... I B. TUJUAN PENELlTIAN ... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA... 4

A. ENERGI SURYA... 4

B. MODIFlKASI PENGERING SURYA ... 5

C. ENERGI BIOMASSA ... 6

D. PEMANAS TAMBAHAN... 7

E. ENERGI ANGIN ... 8

F. KINCIR SA VONIUS ... 9

G. PROSES PENGERINGAN GABAH ... II III. PENDEKATAN RANCANGAN ... 13

A. PERTIMBANGAN RANCANGAN ALA T PEN GERING ... 13

B. RANCANGAN FUNGSIONAL... 14

B.l. Kincir Savonis... 14

B.2. Ala! Pengering... ... ... ... ... ... IS B.2. Pemans Tambahan... 16

C. RANCANGAN STRUKTURAL... 16

C.l. Kincir S a vonis... 16

C.2. Ala! Pengering... ... 1 7 C.2. Pemana. Tambahan ... 18

(9)

IV .PERCOBAAN ... 21

A. WAKTU DAN TEMPAT ... 21

B. BAHAN DAN ALAT ... 21

B.l. Bn... 21

B.2. Peralatan Konsuksi n Intrumentasi Ukur ... 22

C. PROSEDUR PENELITIAN... ... 23

C.l. Thapan Peneliia n... 23

C.2. Metode Pengukuran ... 24

D. ANALISIS TEKNIK ... 27

V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32

A. KALIBRASI INSTRUMENTASI UKUR... 32

Al. Kalibrasi Termokopel ... 32

A.2. Kalibrasi Dinamometer ... 32

B. PENGUKUAN KONSTANTA PEGAS ... 33

C. PERFOMANSI SISTEM PENGERING BERENERGI SURYA, BIOMASSA DAN ANGIN... 35

C.I. K inerja Kincir Savonius... 35

C.2. Ir adi asi surya, k a r akteristik suhu n kelembaban relatif lingkungan ... ... ... ... ... 41

C.3. Karakteristik suhu dan kelembaban relatif sistem engering ... 42

C.4. Pemanas Tambhan... ... 44

D. PROSES PENGERNGAN ... 44

D.l. Perubaan kadar a i r ... 44

D.2. L aju pengeringan ... 46

VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 49

A. KESIPULAN ... 49

B. SARAN ... 50

DAFIAR PUSTAKA... 51

LAMPIRAN ... 53

(10)

DAfAR TABEL

Haln

Tabel 1. Potensi n proyeksi eman energi terbn i Indonesia ... 1

Tael 2. Nilai kalor beerapa n r ... 7

Tabel 3. Perbandingan eberapajenis tungku ... 8

Tabel4 . Eisier.si rotor eerapajeois tie kincir angio ... ... 10

Tael S. Kalibrasi tennokoel t'rhadap termometer standar ... 32

Tabel 6. Kalibrasi daya keluaran dinamometer terhadap pun variable speed molor ... ... ... 33

Tabel 7. Data rata-rata pengukuran parameter kincir Savonius pada percobaan 1 dan 2... 35

Tabel 8. Perbandingan kadar air n laju engerlngan metode alat pengering dengan enjemuran pada percobaan 1 dan percobaan 2 ... 45

Tabel 9. Perbandingan kinerja sistem pengering percobaan 1 dengan percobaan 2 ... ... 48

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)