PERPINDAHAN MASSA AIR PADA PROSES PENGERINGAN BIJI KAKAO MENGGUNAKAN MESIN PENGERING TYPE ROTARY

(1)

PERPINDAHAN MASSA AIR

PADA PROSES PENGERINGAN BIJI KAKAO

MENGGUNAKAN MESIN PENGERING TYPE ROTARY

LEMBAR COVER

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

OLEH

MAULANA FIRDAUSY AL-RAHMANI NIM: 201610120311052

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

MALANG

(2)

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PERPINDAHAN MASSA AIR PADA PROSES PENGERINGAN BIJI KAKAO MENGGUNAKAN MESIN PENGERING TYPE ROTARY

Diajukan Kepada :

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Maulana Firdausy Al Rahmani 201610120311052

Telah diperiksa, disetujui, dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I

Dra. Rr. Heni Hendaryati, MT. NIP : 10889090125

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. H. Suwarsono, MT. NIP : 10893090294

(3)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK - TEKNIK MESIN

Jl. Raya Tlogomas No 246

Telp (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144

iv

(4)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK - TEKNIK MESIN

Jl. Raya Tlogomas No 246

Telp (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144

(5)

vi

SURAT PERNYATAAN

KEASLIAN TULISAN

Yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Maulana Firdausy Al Rahmani NIM : 201610120311052

Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknik

: Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : Tugas Akhir dengan judul :

Perpindahan Massa Air pada Proses Pengeringan Biji Kakao Menggunakan Mesin Pengering Type Rotary

1. Adalah hasil karya saya, dan dalam 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 ataupun keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan hukum yang berlaku.

3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK BEBAS ROYALTI NON EKSKLUSIF.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan sebagaimana mestinya.

(6)

vii

LEMBAR HASIL DETEKSI PLAGIASI SKRIPSI MAHASISWA

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Lembar hasil deteksi plagiasi ini menyatakan bahwa mahasiswa berikut ;

Nama : Maulana Firdausy Al-Rahmani N I M : 201610120311052

Telah melalui cek kesamaan karya ilmiah (Skripsi) Mahasiswa dengan hasil sebagai berikut

SKRIPSI PERSENTASE KESAMAAN

BAB I (PENDAHULUAN)

_{9 %}

BAB II (LANDASA TEORI)

_{17 %}

BAB III (METODE PENELITIAN)

_{11 %}

BAB IV (HASIL DAN

PEMBAHASAN)

12 %

BAB V (KESIMPULAN DAN

SARAN)

0 %

NASKAH PUBLIKASI

_{9 %}

Dengan hasil ini dapat disimpulkan bahwa hasil deteksi plagiasi ini telah memenuhi syarat ketentuan yang diatur pada Peraturan Rektor No. 2 Tahun 2017 dan berhak mengikuti Ujian Skripsi.

(7)

viii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT ats berkah, karunia, rahmat dan hidayah-Nya yang senantiasa dilimpahkan kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir (TA) dengan judul “Perpindahan Massa Air pada Proses Pengeringan Biji Kakao Menggunakan Mesin Pengering Type Rotary” sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Sarjana (S-1) padaProgram Studi Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis menemui banyak sekali hambatan juga rintangan. Namun pada akhirnya penulis dapat melaluinya berkat bimbingan, bantuan, dorongan, dan juga motivasi dari berbagai pihak baik secara moral maupun spiritual. Untuk itu, izinkan penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Kedua orang tua, Ayah Muhammad, dan Bunda Muawanah tercinta yang selalu sabar dalam membesarkan penulis, senantiasa memberikan dukungan baik moril maupun materil serta tidak pernah henti-hentinya mendoakan untuk penulis. 2. Keluarga dirumah Mbak Dinda, Dek Firda, Mas Krisna, dan Bayi Alesha yang

selalu dirindukan saat di perantauan, dan seluruh keluarga besar lainnya yang memeperikan impact yang baik bagi penulis.

3. Ibu Dra. Rr Heni Hendaryati, MT. selaku dosen pembimbing 1 yang telah membimbing dan memberikan arahan untuk penyelesaian tugas akhir penulis dan dapat terselesaikan dengan baik.

4. Bapak Dr. Ir. H. Suwarsono, MT. selaku dosen pembimbing 2 yang telah membimbing dan memberikan banyak masukan untuk skripsi saya hingga tugas akhir penulisa dapat tersusun dengan baik.

5. Seluruh Bapak/Ibu Dosen dan Staff Prodi Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu nya kepada penulis selama 4 tahun ini dan secara langsung maupun tidak langsung ilmu nya berkontribusi dalam penyusunan tugas akhir penulis

(8)

ix

6. Teman-teman Mesin B 2016 dan teman-teman konsentrasi Konstruksi atas bantuan dan kebersamaannya selama masa kuliah.

7. Teman-teman kos Suwarno, kontrakan CC-9, yang telah membantu dan memberikan dorongan semangat kepada penulis.

8. Aidil dan Rachmat, serta teman-teman terdekat penulis lainnya yang telah menemani, memotivasi, dan memberikan dorongan penulis.

9. Beserta pihak-pihak lain yang tidak bisa saya sebutkan satu-persatu disini yang telah banyak sedikit membantu saya selama penyusunan skirpsi ini.

Penulis menyadari dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna dikarenakan keterbatasan dalam hal pengalaman juga pengetahuan. Oleh karena itu, selain dari bentuk formalitas dalam rangka memenuhi syarat untuk memperoleh gelar sarjana, tugas akhir ini diharapkan sedikitnya dapat memberikan manfaat. Walaupun penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis banyak berharap untuk diberikan masukan dalam bentuk saran bahkan kritik yang sifatnya membangun dalam laporan tugas akhir ini.

Malang, 24 Februari 2021 Penulis

(9)

xii

DAFTAR ISI

LEMBAR COVER ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI ... iv

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ... vi

LEMBAR HASIL DETEKSI PLAGIASI SKRIPSI MAHASISWA ... vii

KATA PENGANTAR ... vii

ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan Penelitian ... 4 1.4 Manfaat Penelitian ... 4 1.5 Batasan Penelitian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Biji Kakao ... 6

2.2 Fermentasi Biji Kakao... 7

2.3 Pengeringan Biji Kakao ... 9

2.4 Mesin Pengering Tipe Rotary ... 11

2.4.1 Pemilihan Tipe Mesin Pengering ... 11

2.5 Proses Pengeringan ... 12

2.6 Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan ... 14

2.7 Laju Pengeringan ... 16

(10)

xiii

2.8.1 Rasio Kelembaban ( Humidity Ratio ) ... 19

2.8.2 Kelembaban Relatif (RH) ... 22

2.8.3 Volume Spesifik ... 22

2.8.4 Tekanan Uap ... 23

2.8.5 Entalpi ... 23

2.9 Diagram Psikometrik ... 24

2.10 Konsentrasi Basis Massa ... 27

2.11 Konsentrasi Basis Mol ... 29

2.12 Perpindahan Massa... 31

2.12.1 Perpindahan Massa Konduksi ... 31

2.12.2 Perpindahan Massa Konveksi ... 32

BAB III METODE PENELITIAN ... 34

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 34

3.2 Skema Mesin Pengering Tipe Rotary ... 34

3.3 Metode Penelitian... 34

3.4 Parameter Penelitian... 35

3.4.1 Temperature Bola Basah (Twb) ... 35

3.4.2 Temperature Bola Kering (Tdb) ... 35

3.4.3 Kelembaban Spesifik (AW) ... 36

3.4.5 Rasio Kelembaban (W) ... 36

3.4.6 Kecepatan Aliran Udara (v)... 36

3.4.7 Waktu Pengeringan (t) ... 37

3.4.8 Massa Bahan (Ma) ... 37

3.5 Diagram Alir Penelitian ... 38

3.6 Prosedur Penelitian... 38

3.6.1 Alat dan Bahan ... 38

3.6.2 Fermentasi Biji Kakao ... 39

3.6.3 Uji Kadar Air Biji Kakao ... 39

(11)

xiv

3.6.5 Analisa Data ... 42

3.7 Laju Pengeringan ... 43

3.8 Perpindahan Massa Air ... 44

BAB IV PEMBAHASAN ... 45

4.1 Uji Kadar Air Biji Kakao ... 45

4.2 Massa Air Biji Kakao ... 46

4.3 Pengeringan Biji Kakao ... 47

4.3.1 Penurunan Kadar Air dan Massa Biji Kakao ... 49

4.3.2 Rasio Humidity (W) ... 52

4.3.4 Perpindahan Massa Air... 56

4.4 Laju Pengeringan ... 57 BAB V PENUTUP ... 61 5.1 Kesimpulan ... 61 5.2 Saran ... 61 DAFTAR PUSTAKA ... 63 CURRICULUM VITAE (CV) ... 65 LAMPIRAN ... 66

Lampiran A. Gambar Alat dan Bahan... 66

Lampiran B. Gambar Hasil Fermentasi Biji Kakao ... 68

Lampiran C. Gambar Proses Uji Kadar Air ... 69

Lampiran D. Proses Pengeringan Biji Kakao ... 70

Lampiran E. Energi yang Dibutuhkan (Q) ... 71

Lampiran F. Data Awal Pengeringan ... 73

Lampiran G. Analisa Data... 74

Lampiran H. Kadar Air vs Waktu ... 74

Lampiran I. Massa vs Waktu ... 75

Lampiran J. Rasio Humidity vs Waktu ... 76

Lampiran K. Kelembaban Relatif vs Waktu ... 77

(12)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Buah Kakao ... 7

Gambar 2. 2 Fermentasi Biji Kakao dengan Kotak Kayu ... 8

Gambar 2. 3 Pengeringan Natural Biji Kakao ... 10

Gambar 2. 4 Mesin Pengering Tipe Rotary ... 11

Gambar 2. 5 Proses Pengeringan Pada Diagram Psikometrik ... 13

Gambar 2. 6 Diagram Laju Pengeringan ... 17

Gambar 2. 7 Diagram Psikometrik ... 24

Gambar 2. 8 Sensible Heating and Cooling ... 25

Gambar 2. 9 Sensible Heating and Humidifiying ... 26

Gambar 2. 10 Cooling and Dehumidifiying ... 26

Gambar 2. 11 Drying ... 27

Gambar 2. 12 Mixing of Air Streams ... 27

Gambar 2. 13 Zat A dan Zat B dalam Satu Ruang Volume ... 28

Gambar 2. 14 Perpindahan Massa Konduksi... 31

Gambar 2. 15 Perpindahan Massa Konveksi ... 33

Gambar 3. 1 Skema Mesin Pengering Tipe Rotary ... 34

Gambar 3. 2 Diagram Alir Penelitian ... 38

Gambar 3. 3 Ilustrasi Diagram Psikometrik ... 42

Gambar 4. 1 Analisa Diagram Psikometrik ... 48

Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara penurunan kadar air biji kakao terhadap waktu pengeringan ... 50

Gambar 4. 3 Grafik hubungan antara penurunan massa biji kakao terhadap waktu pengeringan ... 51

Gambar 4. 4 Grafik hubungan antara rasio humidity sisi input & output pada bak pengeringan terhadap waktu pengeringan biji kakao... 53

Gambar 4. 5 Grafik hubungan antara kelembaban relative sisi input dan output bak pengeringan terhadap waktu pengeringan ... 55

(13)

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Tabel kadar air biji kakao ... 7 Tabel 4. 1 Hasil Uji Kadar Air Biji Kakao ... 46

(14)

63

DAFTAR PUSTAKA

Baker, D. M., Tomlins, K. I., & Gay, C. (1994). Survey of Ghanaian cocoa farmer fermentation practices and their influence on cocoa flavour. Food Chemistry. Bala, B. K. (2017). Drying and Storage of Cereal Grains (Second Edi). John Wiley

& Sons, Ltd.

Balitbang. (n.d.). Kualitas Kakao (pp. 0–1). pp. 0–1.

Cengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2006). - Approach, 3rd edition (2006). In Heat and

Mass Transfer (pp. 374–491).

Chan, Y., & Darius, A. (2018). Analisis Pengeringan Sohun Dengan Mesin Pengering Hybrid Tipe Konveyor Otomatis. Jurnal Teknik Mesin Untirta,

4(2), 39–42.

Ching Lik Hii and Flávio Meira Borém. (2020). Drying and Roasting of Cocoa and

Coffee.

Estiasih, T. dan A. (2011). Teknologi Pengolahan Pangan.

Istadi, Sumardiono, S., & Soetrisnanto, dan D. (2002). Penentuan Konstanta Pengeringan Dalam Sistem Pengeringan Lapis Tipis (Thin Layer Drying).

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Proses Kimia 2002, A-5.1-A-5.7.

Kosasih, E. A., & Ronald, J. (2014). Pengaruh Laju Aliran , Kelembaban dan

Temperatur Udara Pengering terhadap Kinerja Pengering Semprot pada Tekanan Udara Nozel Pneumatik 2 bar Absolut. (Snttm Xiii), 15–16.

Muhardityah, M., & Hazwi, M. (2014). PENGUJIAN PERFORMANSI MESIN PENGERING PRODUK PERTANIAN SISTEM TENAGA SURYA TIPE KOLEKTOR BERSIRIP. E-Dinamis, 9(1).

Mujumdar, A. S. (2006). Handbook of Industrial Drying. In A. Mujumdar (Ed.),

Drying Technology (Third Edit, Vol. 6).

Nesri, T. V., & Aziz, A. (2016). Karakteristik Mesin Pengering Pakaian Menggunakan Ac ( Air Conditioner ) Dengan Siklus Kompresi Uap Sistem Udara Terbuka. Jurnal Sains Dan Teknologi, 15(September), 63–68.

Nurba, D. (2008). Analisis distribusi suhu, aliran udara, Rh dan kadar air dalam In-store dryer (ISD) untuk biji jagung. IPB Bogor.

Sahay, K.M. & Singh, K. . (2001). Unit Operation Of Agricurtural Processing (Second Rev). Vikas Publishing House PVT LTD.

Saltini, R., Akkerman, R., & Frosch, S. (2013). Optimizing chocolate production through traceability: A review of the influence of farming practices on cocoa bean quality. Food Control, 29(1), 167–187.

Statistik Kakao Indonesia. (2018). In Badan Pusat Statistik.

(15)

64

Wahyudi, T., & Panggabean, T. R. P. (2008). Panduan Lengkap Kakao. Jakarta: Penebar Swadaya.

Wardojo, S. (1991). Beberapa persyaratan dasar untuk meningkatkan mutu biji

kakao Indonesia. Prosiding Konferensi Nasional Kakao III. Medan.

Yando, A. M., & Paramita, V. (2018). Studi Pengaruh Suhu Dan Ketebalan Irisan Terhadap Kadar Air, Laju Pengeringan Dan Karakteristik Fisik Ubi Kayu Dan Ubi Jalar. Metana, 13(1), 23.