PERANCANGAN MESIN PENGERING (OVEN) UNTUK
PENGECATAN SEPEDA MOTOR DENGAN
MENGGUNAKAN PEMANAS LPG
TUGAS AKHIR
BIDANG KONVERSI ENERGI Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan
Program SarjanaTeknik (S1)
Oleh :
MUCH ARIF JOKO SUSANTO 201010120311124
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
MUCH ARIF JOKO SUSANTO 201010120311124
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 : Much Arif Joko Susanto
Nim : 201010120311124
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 123/ FT/ UMM/III/ 2014
Judul : Perancangan Mesin Pengering (Oven) Untuk Pengecatan
Sepeda Motor Dengan Menggunakan Pemanas LPG
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, 28 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 : Much Arif Joko Susanto
Nim : 201010120311124
Bidang Keahlian : Konversi Energi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 123/ FT/ UMM/III/ 2014
Judul : Perancangan Mesin Pengering (Oven) Untuk Pengecatan
Sepeda Motor Dengan Menggunakan Pemanas LPG
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, 28 Oktober 2014
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama : Much Arif Joko Susanto
Nim : 201010120311124
Tempat/Tanggal Lahir : Malang, 19 Maret 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 (Oven) Untuk Pengecatan Sepeda Motor Dengan Menggunakan Pemanas LPG” 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
vii
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 (Oven) Untuk Pengecatan
Sepeda Motor Dengan Menggunakan Pemanas LPG” 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. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non
materiil, 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.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.
7. Teman–teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A,
B, C dan D yang memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Putri Bhestari yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat
dalam proses pengerjaan skripsi ini.
9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan skripsi 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, 28 Oktober 2014
ix 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 ...vii
KATA PENGANTAR ...viii
DAFTAR ISI ...x
DAFTAR GAMBAR ...xiii
BAB I PENDAHULUAN ...1
1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Rumusan Masalah ...5
1.3. Tujuan Penelitian...6
1.4. Manfaat Penelitian ...6
1.5. Batasan Masalah...6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...7
2.1. Teori Dasar Cat ...7
2.2. Macam-Macam Cat ...9
2.3. Kerusakan Cat Dalam Proses Pengecatan dan Pengeringan ...10
2.4. Teori Dasar Pengeringan ...12
2.5. Mekanisme Pengeringan ...13
2.7. Jenis-Jenis Alat Pengeringan ...15
2.8. Proses Perpindahan Panas ...18
2.8.1. Perpindahan Panas Konveksi ...19
2.8.2. Perpindahan Panas Konduksi ...22
2.8.3. Perpindahan Panas Radiasi ...23
2.9. Aliran Viskositas ...24
2.10. Koefisien Perpindahan Panas Meneyeluruh...25
2.13. Penguapan ...26
2.14. Analisa Energi Yang Terpakai ...27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...29
3.1. Konsep Dasar Perancangan ...29
3.2.Konsep Desain Awal ...30
3.3. Diagram Alir Perancangan...31
3.4. Langkah-Langkah Perancangan ...32
BAB IV PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN ...36
4.1. Data Perancangan ...36
4.2. Perhitungan Dimensi Ruang Pengering...36
4.3. Perhitungan Beban Pemanasan Bahan ...38
4.4. Perhitungan Beban Pemanasan Tray Dryer ...40
4.5. Kecepatan Massa Udara dalam Mesin Pengering...64
4.6. Perhitungan Jumlah Pipa Pemanas ...65
xi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...72 5.1. Kesimpulan ...72
5.2. Saran ...75
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 : Ruang Oven Cat Mobil ... 2
Gambar 1.2 : Ruang Pengering Cat Mobil ... 3
Gambar 1.3: Proses Pengeringan Cat Dengan Sinar Matahari ... 5
Gambar 2.1 : Alat Pengering Tipe Rak ... 16
Gambar 2.2 : Alat Pengering Tipe Berputar ... 16
Gambar 2.3 : Alat Pengering Tipe Beku ... 17
Gambar 2.4 : Alat Pengering Semprot ... 17
Gambar 2.5 : Perpindahan Konveksi ... 21
Gambar 2.6 : Profil distribusi suhu dan rangkaian thermal untuk aliran panas melalui dinding ruang pengering ... 27
Gambar 3.1:Konsep Mesin Pengering (oven) Cat Sepeda Motor ... 30
xiii
DAFTAR PUSTAKA
Adriansyah, 2006, Rancang Bangun Instalasi Pengujian Blower Sentrifugal,
Politeknik Negeri Padang, Padang.
Bengkel DIO Motor, 2014, Jln. Sulfat no.04 Malang
Cat Oven, http: //www.larisabadi.com/ diakses pada tanggal 03 April 2014 pukul
19.30
Holman, Jp. 1994, Perpindahan Kalor, Erlangga Jakarta
Sofyan Herminarto, 2010, Dasar-Dasar Teknik Pengecatan, Universitas Negeri
Yogyakarta, Yogyakarta.
Suharto, Ir. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta. Rineka Cipta.
Tabel Panas Laten, www.scribd.com/doc/49093686/,wikipedia diakses pada
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Cat oven adalah sebuah sistem pengecatan menggunakan oven/paint booth
sebuah ruang pengecatan yang tertutup yang digunakan untuk mengecat, bukan
jenis catnya. Fungsi oven/paint booth dalam pengecatan sangat krusial. Oven
dibutuhkan untuk hasil pengecatan yang bebas debu, kotoran dan segala
cuaca, sehingga menghemat waktu pengerjaan. Garis besar dari sitem oven
sendiri adalah airflow (perputaran udara) dan kebersihan. Jika airflow lancar, uap
dari sisa cat yang tidak menempel bisa langsung terbuang dan tidak menempel,
kinerja painter (tukang cat) juga akan maksimal, karena uap cat dan clear yang
pekat bisa segera terbuang. Bagian penting kedua adalah kebersihan, airflow akan
percuma jika yang tersedot adalah udara kotor (mengandung debu), karena akan
menempel di body mobil yang dicat dan merusak hasil keseluruhan. Sebuah oven
yang bagus adalah yang mampu menyediakan aliran udara bersih. Oven yang
sempurna adalah oven yang juga mampu memberikan pemanasan pada suhu
tertentu untuk proses pengeringan cat. (Anonim, 2012)
Istilah oven sendiri muncul karena di paint booth terdapat elemen pemanas
baik heater maupun infrared thermal lamp (lampu infra merah) yang bisa
memanaskan suhu ruangan sampai dengan 60oC. Harga Paint booth profesional
ini sangat mahal sehingga tidak banyak bengkel yang memakainya. Sebagai
alternatif banyak bengkel yang membuat paint booth custom dimana prinsipnya
sama yaitu airflow yang bersih, tetapi biasanya tidak menggunakan heater
2
heater, digunakan lampu sorot berdaya 300W sebanyak 6 – 8 buah per booth.
Lampu sebanyak ini jika efektif akan dapat menghasilkan panas hingga 40oC.
[image:15.595.119.486.176.352.2](Anonim, 2012)
Gambar 1.1: Ruang Oven Cat Mobil
Ruangan pengering selain berfungsi sebagai pengering cat juga berfungsi
untuk ruangan pengecatan, pada proses pengecatan mobil yang sudah siap untuk
dicat dimasukkan ke dalam ruangan kemudian blower dinyalakan dan proses
pengecatan dapat dilakukan. Blower diruangan berfungsi untuk menyedot dan
membuang sisa-sisa cat yang terbuang serta butiran-butiran cat yang berterbangan
pada saat proses pengecatan berlangsung, kemudian melalui blower tersebut
sisa-sisa cat dibuang keluar ruangan pengecatan karena jika tidak dibuang sisa-sisa-sisa-sisa cat
yang tidak menempel dapat menempel kembali pada permukaan mobil yang
sedang dicat dan akan menyebabkan bintik-bintik cat pada permukaan mobil yang
sedang dicat sehingga menyebabkan permukaan yang dicat menjadi tidak rata.
Pada saat proses pengecatan, elemen-elemen yang terdapat dibeberapa
3
pada saat proses pengecatan sisa-sisa cat tidak masuk dan menempel pada
permukaan elemen. Setelah proses pengecatan selesai, orang-orang yang
melakukan pengecatan keluar dari ruangan dan tutup dari elemen-elemen yang
tertutup pada saat proses pengecatan kemudian dibuka kembali untuk melakukan
proses pengeringan. Setelah semua siap untuk melakukan proses pengeringan cat,
elemen dipanaskan dan diatur pada suhu 70-800C karena pada suhu tersebut
waktu untuk pengeringannya cepat yaitu antara 1-2 jam dan hasilnya bagus serta
cat tidak pecah-pecah. Ruangan pengering cat yang menggunakan pemanas
elemen didesain khusus yang memeiliki beberapa keunggulan yaitu: proses
pengeringan cepat, mudah memasang, bebas debu, suhu temperatur ruangan dapat
diatur. Selain mempunyai beberapa keunggulan, ruangan pengering pengecatan
mobil dengan menggunakan pemanas elemen juga mempunyai beberapa
kelemahan salah satunya dalam hal biaya. Karena ruangan pengering
menggunakan energi listrik maka biaya yang dibutuhkan cukup mahal sehingga
mempengaruhi dalam harga jasa pengecatannya. (Bengkel DIO Motor, Jl. Sulfat
[image:16.595.207.417.535.683.2]no. 4 Malang)
4
Henry Okta Faznur adalah seorang pemodif sepeda motor. Pekerjaannya
mulai dari perbaikan mesin sepeda motor, modifikasi sepeda motor dan juga
menerima jasa pengecatan sepeda motor. Pengecatan sepeda motor yang
dilakukan masih menggunakan energi panas dari matahari sebagai media
pengeringnya sangat kurang efektif karena panas yang didapatkan dari sinar
matahari untuk proses pengeringan cat tersebut tidak stabil. Suhu udara yang
berubah-ubah dan kelembaban udara di daerah Malang yang tidak konstan,
sehingga menyebabkan proses pengeringan cat membutuhkan waktu yang relatif
lama disamping itu rendahnya kualitas udara sekitar obyek dapat mempengaruhi
proses pengeringan cat tersebut. Akibat suhu dan temperatur yang tidak stabil
membutuhkan waktu antara 1-2 hari untuk sekali proses pengeringan cat dan
hasilnya kurang begitu bagus. Selain itu proses pengeringan yang dilakukan di
ruang terbuka memanfaatkan sinar matahari akan memudahkan angin
mempengaruhi dalam proses pengeringan tersebut. Oleh karena itu akan membuat
hasil dari proses pengeringan menjadi tidak merata serta debu akan mudah
menempel pada permukaan yang dicat.
Proses pengeringan cat yang bagus dan waktu yang relatif singkat akan
didapatkan kualitas yang maksimal, oleh sebab itu dibutuhkan alat khusus untuk
melakukan proses pengeringan cat, pada alat ini suhu dan temperatur harus bisa
diatur dengan menggunakan sebuah alat pemanas, sedangkan untuk mendapatkan
hasil cat yang bagus dan cepat maka temperatur harus bisa stabil yaitu antara
30-600C, karena pada temperatur tersebut cat akan mudah cepat kering yaitu antara
2-4 jam dan hasilnya pun bagus cat tidak mudah pecah-pecah. (Henry Okta F,
5
Gambar 1.3 : Proses Pengeringan Cat Dengan Sinar Matahari
Dalam tugas akhir ini penulis mencoba merancang sebuah mesin
pengering cat sepeda motor dengan judul “PERANCANGAN MESIN
PENGERING (OVEN) UNTUK PENGECATAN SEPEDA MOTOR DENGAN PEMANAS LPG”. Pada mesin pengering cat sepeda motor ini selain proses pengeringan cat yang relatif cepat dan temperatur yang dihasilkan oleh
pemanas bisa diatur dan stabil dibandingkan dengan proses pengeringan
menggunakan sinar matahari.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah dan pembahasan maka Rumusan
masalah dari tugas akhir ini adalah:
1. Berapa beban panas yang dibutuhkan oleh mesin pengering cat sepeda
motor?
2. Berapa energi yang dibutuhkan oleh mesin pengering cat sepeda motor?
6
1.3.Tujuan Perancangan
Dalam perancangan mesin pengering tujuan yang hendak dicapai adalah:
1. Mengetahui beban panas yang dibutuhkan untuk proses pengeringan cat
sepeda motor.
2. Mengetahui energi yang dibutuhkan oleh mesin pengering cat sepeda
motor.
3. Mengetahui dimensi dari mesin pengering cat sepeda motor.
1.4. Manfaat Perancangan
Manfaat penulisan ini adalah hasil perancangan dapat diaplikasikan untuk
membantu mengatasi permasalahan proses pengeringan cat pada bengkel-bengkel
pengecatan skala kecil. Sehingga proses pengeringan cat dapat dilakukan dalam
waktu yang relatif singkat dan didapatkan kualitas yang maksimal.
1.5.Batasan Masalah
Untuk mencegah agar dalam perancangan mesin pengering cat sepeda
motor dapat terarah, maka batasan masalah adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan energi yang digunakan dalam mesin pengering cat sepeda
motor.
2. Volume mesin pengering.
3. Biaya tidak diperhitungkan.
