PERANCANGAN MESIN PENGERING SINGKONG
KAPASITAS 35 KG PER PROSES
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Oleh:
OGIK PURNOMO 201010120311070
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN MESIN PENGERING SINGKONG KAPASITAS 35 KG
PER PROSES
Tugas Akhir
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1)
Disusun Oleh:
OGIK PURNOMO
NIM : 201010120311070
Telah diperiksa dan disetujui oleh:
Dosen Pembimbing I
(Murjito, ST. MT)
Dosen Pembimbing II
(Ir. Herry Suprianto, MT)
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Mesin
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
–
JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKEDITASI
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang
Telp (0341)464318 pes128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: Ogik Purnomo
NIM
: 201010120311070
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 188 / FT / UMM /V / 2014
Judul : Perancangan Mesin Pengering Singkong Kapasitas
35 Kg Per Proses
Pembimbing I
: Murjito, ST. MT.
No
Catatan Asistensi
Paraf
Dosen Pembimbing I
1
Pengesahan Judul dan Konsultasi Bab I
2
ACC Bab I dan Konsultasi Bab II
3
ACC Bab II dan Konsultasi Bab III
4
ACC Bab III
5
Konsultasi Bab IV
6
ACC Bab IV
7
Konsultasi Bab V dan Konsultasi Gambar
8
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, 27 Oktober 2014
Dosen Pembimbing I
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK
–
JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKEDITASI
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang
Telp (0341)464318 pes128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama
: Ogik Purnomo
NIM
: 201010120311070
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 188 / FT / UMM /V / 2014
Judul : Perancangan Mesin Pengering Singkong Kapasitas
35 Kg Per Proses
Pembimbing II
: Ir. Herry Suprianto, MT
No
Catatan Asistensi
Paraf
Dosen Pembimbing II
1
Pengesahan Judul dan Konsultasi Bab I
2
ACC Bab I dan Konsultasi Bab II
3
ACC Bab II dan Konsultasi Bab III
4
ACC Bab III
5
Konsultasi Bab IV
6
ACC Bab IV
7
Konsultasi Bab V dan Konsultasi Gambar
8
ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, 27 Oktober 2014
Dosen Pembimbing II
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Ogik Purnomo
NIM : 201010120311070
Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 07 Oktober 1991
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Tugas Akhir dengan judul : ”Perancangan Mesin Pengering Singkong Kapasitas 35kg Per Proses” adalah hasil karya saya dan dalam naskah tugas akhir
ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau
keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebut dalam
sumber kutipan dan daftar pustaka.
Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 31 Oktober 2014
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Dengan mengucap rasa puji syukur kehadirat Allah S.W.T, atas segala rahmat
dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir dapat terselesaikan pada waktunya. Dalam
proses penyusunan tugas akhir yang berjudul “Perancangan Mesin Pengering
Singkong Kapasitas 35kg Per Proses”, penyusun mendapatkan masukan yang
menunjang dari berbagai pihak, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan
baik. Untuk itu tidak lupa penyusun mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak dan Ibu selaku orang tua dari penyusun yang telah memberikan
dorongan do’a serta moril dan materil, untuk terus menyelesaikan studi ini.
2. Bapak Murjito, ST. MT. , selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga memungkinkan
terselesaikannya tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Herry Suprianto, M.T., selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan dorongan dan bantuan pemikiran sehingga memungkinkan
terselesaikannya tugas akhir ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Malang.
5. Teman–teman Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
semuanya yang telah memberikan dorongan moril serta memberikan
pinjaman buku refrensi yang dibutuhkan oleh penyusun.
Mengingat keterbatasan wawasan dan pengetahuan serta daya analisis dari
beberapa keterbatasan sehingga tidak memungkinkan untuk memberikan penjelasan
secara terperinci, namun hal yang esensial telah diusahakan untuk diungkapkan
secara sederhana.
Besar harapan kami semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun
sendiri, bagi pembaca pada umumnya serta mahasiswa teknik mesin pada khususnya.
Semoga Allah S.W.T selalu menundukkan hati dan pikiran kita atas segala
pengetahuan yang kita miliki, Amien.
Wassalamu’alaikum.Wr.Wb.
Malang, 31 Oktober 2014
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... ii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv
ABSTRAKSI ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Tujuan Perancangan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Konsep Desain Perancanagan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Singkong ... 5
2.2 Dasar Teori Pengering ... 6
2.3 Mekanisme Pengeringan ... 7
2.4 Prinsip-Prinsip Pengeringan ... 8
2.5 Proses Perpindahan Kalor ... 9
2.5.1 Perpindahan Panas Konveksi ... 10
2.5.2 Perpindahan Panas Konduksi ... 14
2.6 Aliran Viskositas (kental) ... 16
2.7Koefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh ... 17
2.8Alat Pengering Buatan ... 18
2.8.1 Klaasifikasi dan perkembangan alat pengering buatan Berdasarkan Bentuk dan Sistem Pengeringnya ... 19
2.8.1 Klaasifikasi dan perkembangan alat pengering buatan Berdasarkan Bentuk dan Jenis Bahan Dikeringkan ... 20
2.8.2.1 Alat Pengering Untuk Zat Padat ... 21
2.8.2.2 Alat Pengering Untuk Larutan dan Bubur ... 23
2.9 Prinsip Kerja Alat Pengering ... 24
2.10 Penguapan ... 25
1.11 Kadar Air Bahan ... 26
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Diagram Alir Perancangan ... 27
3.2 Konsep Desain Alat Pengering Singkong ... 29
3.2.1 Skema Prinsip Kerja Mesin Pengering ... 30
3.2.2 Langkah Pengoprasian Mesin Pengering ... 30
3.3 Tuntutan Perancanagan Mesin Pengering ... 31
3.4 Analisis Morfologis Mesin Pengering Singkong ... 33
3.5 Analisa dan Kesimpulan ... 35
BAB IV PERHITUNGAN PERANCANGAN 4.1 Data Perancangan ... 36
4.2 Perhitungan Ruang Pengering Ruang Pengering ... 36
4.3 Perhitungan Beban Kalor ... 39
4.3.1 Panas Pemanasan Untuk Menguapkan Air Dalam Bahan (Q1) ... 39
Suhu 70°C (Q2) ... 40
4.4 Perhitungan Beban Pemanas Nampan/Tray ... 41
4.4.1 Komponen Yang Terdapat Dalam Ruang Pengering ... 41
4.4.2 Panas Komponen Tray dalam Ruang Pengering ... 41
4.4.3 Panas pada Dinding Dalam (Q5) ... 44
4.4.4 Panas Dinding Bagian Luar (Q6) ... 46
4.4.5 Kerugian Panas(Qrg) ... 51
4.5 Kecepatan Massa Udara yang Dibutuhkan di dalam Ruang Pengering (Mur) ... 56
4.6 Perhitungan Jumlah Pipa Pemanasan (n) ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 64
5.2 Saran ... 65
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Konsep Desain... 3
Gambar 2.1 Perpindahan Panas Konveksi ... 13
Gambar 2.2 Pengering Type Rak ... 20
Gambar 2.3 Pengering Beku ... 20
Gambar 2.4 Try Dryer ... 22
Gambar 2.5 Pengering Putar ... 22
Gambar 2.6 Pengering Film Tipis ... 23
Gambar 2.7 Pengering Tromol ... 24
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan ... 27
Gambar 3.2 Konsep Alat Pengering Singkong ... 29
Gambar 3.3 Skema Prinsip Kerja Mesin Pengering... 30
Gambar 4.1 Dimensi Ruang Mesin Pengering ... 38
Gambar 4.2 Tray / Nampan ... 41
Gambar 4.3 Dudukan Nampan ... 43
Gambar 4.4 Dinding Mesin Pengering Bagian Dalam... 44
Gambar 4.5 Dinding Bagian Atas ... 46
Gambar 4.6 Dinding Bagian Bawah ... 47
Gambar 4.7 Dinding Samping Luar ... 48
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Tuntutan Perancangan Mesin Pengering... 32
Tabel 3.2 Matriks Morfologi Mesin Pengering... 34
Tabel 4.1 Tabel T, ρ, dan Cp ... 56
Curiculum Vitae
Lampiran – lampiran
Gambar Kerja
Naskah Publikasi
DAFTAR PUSTAKA
Suharto, Ir. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta: Rineka Cipta.
Holman, JP. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta: Erlangga.
Rukmana R. 1997. Ubi Kayu, Budidaya dan pasca panen. Jakarta :Kanisius
Andoko, A. dan Parjimo. 2007 Budi Daya Singkong: umbi jalar Jakarta: Agromedia
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Di Indonesia, proses pengeringan yang paling umum digunakan adalah
dengan cara metode penjemuran bahan secara langsung dibawah terik matahari.
Akan tetapi, dengan memakai metode ini banyak kendala yang sering dihadapi
diantaranya adalah kondisi cuaca yang saat ini tidak menentu dan
terkontaminasinya bahan yang dikeringkan dengan debu atau bahan lain yang
berasal dari lingkungan sekitar tempat penjemuran, terbatasnya lahan penjemuran
dan lamanya waktu yang digunakan untuk proses pengeringan.
Untuk menurunkan kadar air pada irisan singkong hingga dibawah 12%
sampai 10% dibutuhkan proses penjemuran hingga 2 sampai 3 hari. Dimana
sebelum dilakukan proses penggorengan pada pembuatan keripik adalah
melakukan proses penjemuran yang saat ini masih banyak pengrajin keripik yang
menggunakan metode penjemuran memanfaatkan terik matahari untuk proses
pengeringan dan dalam proses penjemuaran memang bertujuan agar keripik
tersebut memiliki daya simpan yang cukup lama yaitu 2 bulan.
Sebagai salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut, maka perlu
dilakukan suatu perancangan alat pengering yang dapat membantu industri
pengerajin pembuat keripik, khususnya singkong. Sehingga alat tersebut
diharapkan dapat mengeringkan hasil pertanian tersebut dengan tingkat
2
pengeringan menjadi lebih efisien dan memperoleh produk pangan secara
ekonomis dan berkualitas.
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan pembatasan masalah maka penulis dapat
mengangkat permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana dimensi dan gambar dari mesin alat pengering singkong yang
direncanakan?
2. Berapa kalor yang dibutuhkan sehingga dapat diketahui jumlah energi
yang diperlukan?
1.3Tujuan Perancangan.
Dalam perancangan mesin pengering ini, tujuan yang hendak dicapai adalah :
1. Untuk mendapatkan dimensi gambar desain dari perancangan mesin alat
pengering singkong (Tray dryer).
2. Untuk mengetahui jumlah kalor yang dibutuhkan sehingga dapat diketahui
jumlah energi yang diperlukan.
1.4Batasan Masalah
Untuk mencegah agar tidak meluas pembahasan perancangan dalam
skripsi ini, maka perlu diberikan pembatasan masalah. Oleh karena itu penulis
memberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Hanya sebatas perancangan.
3
3. Kapasitas mesin pengering 35 kg.
4. Diasumsikan panas dalam mesin pengering merata.
1.5Konsep Desain Perancang
[image:16.595.128.539.202.542.2]1. Gambar Rancangan
Gambar 1.1 : Konsep Desain
Keterangan :
1. Rak/Nampan
2. Fan/Kipas
3. Ruang Pemanas
4. Fentilator udara
5. Pipa udara 1
3 5
4
Jenis yang dirancang ini adalah alat pengering tipe rak (Tray Dryer).
Pengering ini mempunyai bentuk persegi dan didalamnya berisi rak-rak yang
dipakai sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Bahan diletakandiatas
rak yang terbuat dari bahan yang konduktivitas panasnya baik dan dengan
alasnya yang berlubang. Lubang dimaksudkan untuk memperbesar
perpindahan panas konveksi udara panas dan uap air.
- Rak/Nampan
Berfungsi sebagai tempat pengeringan bahan.
- Fan/Kapas
Berfungsi mengalirkan udara dari luar dan masuk kedalam pemanas.
- Ruang Pemanas
Berfungsi membakar udara menjadi panas, yang melalui pipa-pipa udara.
- Fentilator udara.
Berfungsi menyaring udara dari luar untuk masuk kedalam ruang
pemanas.
- Pipa Udara
Berfungsi sebagai tempat udara yang dipanaskan kemudian disalurkan ke
