EFISIENSI PENGERING ENERGI SURYA DENGAN VARIASI MASSA PADI YANG DIKERINGKAN

(1)

EFISIENSI PENGERING ENERGI SURYA

DENGAN VARIASI MASSA PADI YANG DIKERINGKAN

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat S-1

Diajukan oleh : Yoseph Rizal Andriaswara

NIM : 045214043

Kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2008

(2)

EFFICIENCY OF SOLAR ENERGY DRIER

WITH VARIOUS MASS OF RICE DRIED

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Mechanical Engineering

By :

Yoseph Rizal Andriaswara Student Number : 045214043

To :

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SAINS AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERCITY

YOGYAKARTA

2008

(3)

(4)

(5)

(6)

INTISARI

Pengeringan merupakan proses yang penting pada pengolahan hasil pertanian. Tetapi proses pengeringan hasil pertanian umumnya dilakukan dengan cara yang kurang baik yaitu dengan penjemuran langsung. Pemanfaatan energi surya untuk pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dan dilapisi arang merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui temperatur maksimum dan efisiensi pengeringan yang dihasilkan.

Pengering energi surya terdiri dari tiga komponen utama, yaitu kotak kolektor, kotak pengering dan cerobong. Didalam kotak kolektor udara dipanasi, udara panas mempunyai massa jenis yang lebih kecil. Perbedaan massa jenis menyebabkan udara mengalir ke kotak pengering dan mengeringkan hasil pertanian. Dalam penelitian ini parameter yang diambil yaitu tegangan dari energi surya dan temperatur. Sedangkan parameter yang dihitung efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan dan efisiensi sistem

Berdasarkan hasil penelitian diketahui temperatur maksimum sebesar 58,4 oC, nilai maksimum dari rata–rata efisiensi kolektor sebesar 0,825 %, dan efisiensi sistem sebesar 35,907 % terjadi pada pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan massa padi 2 kg. Sedangkan nilai maksimum dari rata–rata efisiensi pengambilan sebesar 79,74 % terjadi pada pengering energi surya menggunakan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan massa padi 1 kg.

Kata kunci : Pengering energi surya, absorber

(7)

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan terselesaikan tepat pada waktunya. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat terselesaikannya Tugas Akhir ini. Untuk itu tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Ir. P. Wiryono Priyotamtama, SJ., selaku Rektor Universitas Sanata Dharma. 2. Ir. Greg. Heliarko, S.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.S.C., selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Budi Sugiharto, S.T.,M.T, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 4. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

5. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis, sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 7. Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut

membantu dalam menyelesaikan Tuagas Akhir ini.

(9)

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.

Terima kasih.

Yogyakarta, Juli 2008

Penulis

(10)

DAFTAR ISI

Halaman judul ... ..i

Title page... ..ii

Pengesahan... .iii

Pernyataan ... . v

Intisari...vi

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah Untuk Kepentingan Akademis...vii

Kata pengantar...viii

Daftar isi...x

Daftar gambar...xiv

Daftar tabel...xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar belakang... 1

1.2 Perumusan masalah... 2

1.3 Tujuan dan manfaat... 3

1.4 Batasan masalah ... 4

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Prinsip Kerja... 6

2.2 Intensitas Energi Surya Yang Datang ... 7

2.3 Energi Berguna... 7

2.4 Efisiensi... 8

2.4.1 Efisiensi Kolektor... 8

2.4.2 Efisiensi Pengambilan... 9

2.4.3 Efisiensi Sistem ... 9

2.5 Perbedaan Tekanan ... 10

2.6 Kalor Yang Diperlukan Untuk Menguapkan Air... 10

2.7 Tinjaun Pustaka ... 11

(11)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 13

3.1 Skema Alat ... 13

3.2 Variabel Yang Divariasikan ... 14

3.3 Variabel Yang Diukur ... 14

3.4 Langkah Penelitian... 14

3.5 Pengolahan Dan Analisa Data... 15

BAB IV HASIL PENELITIAN... 16

4.1 Data penelitian ... 16

4.1.8 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg... 16

4.1.2 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1 kg ... 17

4.1.3 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg... 18

4.1.4 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 2 kg... 19

4.1.5 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg... 20

4.1.6 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1 kg... 21 4.1.7 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber

dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang dengan

(12)

Variasi Massa Padi 1,5 kg... 22

4.1.8 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang dengan

Variasi Massa Padi 2 kg... 23 4.2 Perhitungan Data... 24

4.2.1 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam

dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg ... 24 4.2.2 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber

dari Plat Alumunium yang di Cat Hitam

dengan Variasi Massa Padi 1 kg ... 32 4.2.3 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber

dari Plat Alumunium yang di Lapisi Arang

dengan Variasi Massa Padi 2 kg ... 51 4.3 Analisis Data ... 55

(13)

4.3.1 Grafik Efisiensi Kolektor (ηC) ... 55

4.3.2 Grafik Efisiensi Pengambilan (η_P) ... 58

4.3.3 Grafik Efisiensi Sistem (ηS)... 61

4.3.3 Grafik Hubungan Massa Padi yang Dikeringkan dengan Waktu...64

BAB V PENUTUP... 65

5.1 Kesimpulan ... 65

5.2 Saran ... 66

5.3 Penutup... 66

Daftar pustaka ... 67 Lampiran

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Alat pengering energi surya ...6 Gambar 2.2 Pengering Padi Surya, berdasarkan rancangan Asian Institute of

Technology, Thailand…………...11 Gambar 3.1 Skema alat penelitian...13 Gambar 4.1 Contoh mencari kelembaban (W0, Wi, dan Wa)

denganPsychrometric Chart………...27 Gambar 4.2 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηc)dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg...55 Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηc)dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 1 kg...56 Gambar 4.4 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηc)dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg...56 Gambar 4.5 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηc) dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 2 kg...57 Gambar 4.6 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (ηp) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg...58 Gambar 4.7 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (ηp) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 kg...59 Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (ηp) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg...59 Gambar 4.9 Grafik hubungan efisiensi pengambilan (ηp) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg...60 Gambar 4.10 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 0,5 kg...61 Gambar 4.11 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 kg...61

(15)

Gambar 4.12 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1,5 kg...62 Gambar 4.13 Grafik hubungan efisiensi sistem (ηS) dengan I

pada cat dan alumunium dengan massa padi 2 kg...62 Gambar 4.14 Grafik hubungan massa padi yang dikeringkan dengan I

pada cat dan alumunium...64

(16)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 0,5 kg...16

alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1 kg...17

alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1,5 kg...18

alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 2 kg...19

alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg...20

alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1 kg...21

alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg...22

alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 2 kg...23

Tabel 4.9 Hasil perhitungan energi berguna (QU) pada penelitian pengering

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium

yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg...25

(17)

Tabel 4.10 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc)pada penelitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium

Tabel 4.11 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (ηp)pada penelitian

Tabel 4.12 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS)pada

penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg...29

Tabel 4.13 Hasil perhitungan ∆p, W, dan Q pada penelitian pengering

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang

di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg...32

Tabel 14 Hasil perhitungan energi berguna (QU) pada penelitian pengering

yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg...32

(18)

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg...34

di cat hitam dengan variasi massa 1 kg...34

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg...37

di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg...37

(19)

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg...40

di cat hitam dengan variasi massa 2 kg...40

yang di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg...41

(20)

alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg...43

di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg...43

yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg...44

alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg...46

(21)

di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg...46

alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg...49

di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg...49

(22)

alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg...52

di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg...52

(23)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pengeringan merupakan salah satu proses yang penting pada pengolahan hasil pertanian karena cara pengeringan yang kurang baik mengakibatkan hasil pertanian menjadi rusak seperti menjadi busuk, berjamur, berubah warna atau berkecambah. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Litbang Biro Pusat Statistik (BPS) antara tahun 2004–2006 menunjukkan bahwa tingkat kerusakan hasil pertanian pasca panen untuk padi berkisar 10,39 % hingga 15,26 % dan salah satu faktornya adalah proses pengeringan yang kurang baik.

(24)

2

Energi surya merupakan energi yang tersedia melimpah di Indonesia sehingga pemanfaatan energi surya dapat mengurangi atau bahkan menggantikan penggunaan bahan bakar atau energi listrik dalam proses pengeringan hasil-hasil pertanian. Alat pengering dengan memanfaatkan energi surya yang ada umumnya menggunakan absorber jenis pelat yang terbuat dari tembaga atau alumunium. Selain menggunakan kedua absorber tersebut, alat pengering energi surya juga dapat menggunakan absorber-absorber lain seperti plat alumunium yang di cat hitam maupun plat alumunium yang diberi lapisan arang. Tetapi informasi teknis tentang efisiensi alat pengering dengan dengan menggunakan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam maupun plat alumunium yang diberi lapisan cat belum banyak.

1.2 Perumusan Masalah

(25)

3

Untuk mengetahui pengaruh dari cat dan arang yang digunakan untuk melapisi plat alumunium terhadap efisiensi pengeringan maka pada penelitian ini akan diuji model alat pengering dengan kedua absorber tersebut dengan beberapa variasi massa bahan yang akan dikeringkan. Pada penelitian ini dipilih padi sebagai hasil pertanian yang dikeringkan, hal ini karena padi mudah didapat dan murah.

Efisiensi pengeringan pada dasarnya merupakan perbandingan antara energi yang terpakai untuk pengeringan dengan energi surya yang datang. Besarnya energi yang terpakai ditentukan oleh temperatur dan tekanan udara yang akan mengeringkan hasil pertanian setelah melewati absorber. Semakin besar temperatur dan tekanan udara yang akan mengeringkan hasil pertanian maka semakin besar energi yang terpakai untuk pengeringan dari energi surya yang datang sehingga efisiensi pengeringan semakin besar. Sehingga temperatur dan tekanan udara setelah melewati bahan absorber harus diusahakan setinggi mungkin.

1.3 Tujuan dan Manfaat

Tujuan yang ingin dicapai yaitu :

1. Membandingkan pengering energi surya dengan menggunakan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan pengering energi surya dengan absorber dari plat alumunium yang diberi lapisan arang.

(26)

4

3. Mengetahui temperatur maksimal, efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan dan efisiensi sistem yang dapat dihasilkan.

Manfaat yang di dapat yaitu :

1. Menambah kepustakaan teknologi pengeringan hasil pertanian energi surya. 2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

prototipe dan produk teknologi pengeringan hasil pertanian dengan energi surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Mengurangi ketergantungan penggunaan dari minyak bumi dan listrik sehingga dapat menghemat biaya.

1.4 Batasan Masalah

1. Pada penelitian ini dibuat sebuah model pengering tenaga surya dengan absorber dari plat aluminium yang diberi lapisan berwarna hitam (cat hitam) dan absorber dari plat aluminium yang diberi bahan absorber arang.

2. Luas kolektor 0,25 m2, jarak antara kaca dengan plat 0,02 m, ketebalan arang 0,005 m dan tinggi saluran udara 0,001 m.

3. Udara mengalir ke dalam alat pengering secara alami tidak menggunakan bantuan blower.

(27)

BAB II

LANDASAN TEORI

Alat pengering energi surya pada umunya terdiri dari tiga bagian utama yaitu

sebagai berikut :

1. Kotak kolektor

Kotak kolektor terdiri dari absorber, tutup kaca dan lubang udara. Absorber akan

menerima energi surya yang datang dan mengkonversikannya menjadi panas.

Absorber ini berfungsi untuk memanasi udara yang mengalir lewat saluran udara

ke dalam alat pengering secara alami (atau dapat juga dengan bantuan blower).

Tutup kaca berfungsi untuk mempertahankan panas dalam kolektor, tutup kaca

harus mempunyai sifat dapat meneruskan energi surya ke pelat absorber tanpa

terlalu banyak bagian energi surya yang diserap atau dipantulkan oleh tutup kaca

tersebut. Selain mempertahankan panas dalam kolektor tutup kaca berfungsi

menghindari hilangnya panas karena angin.

2. Kotak pengering

Didalam kotak pengering terdapat rak pengering yang digunakan untuk

meletakkan bahan yang akan dikeringkan.

3. Cerobong

Cerobong berfungsi untuk memberikan tarikan tambahan yang diciptakan oleh

(28)

6

Konstruksi pengering hasil pertanian yang umum dapat dilihat pada gambar

dibawah ini :

Gambar 2.1. Alat pengering energi surya

II.1 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari pengering yaitu energi surya yang datang akan diterima dan

dikonversikan oleh absorber didalam kolektor. Selanjutnya absorber ini berfungsi

untuk memanasi udara yang mengalir lewat lubang udara. Udara yang panas

mempunyai massa jenis yang lebih kecil dari pada udara dingin (udara di bagian rak

pengering), karena adanya perbedaan massa jenis ini udara dapat mengalir. Pada saat

udara panas ini menembus hasil pertanian terjadi perpindahan panas dan massa air

dari hasil pertanian ke udara panas tersebut, proses ini disebut proses pengeringan.

(29)

7

II.2 Intensitas Energi Surya yang Datang

Intensitas energi surya yang datang dapat dinyatakan dengan persamaan:

0 100 4 ,

0 x

I

G_T = (1)

dengan :

T

G : intensitas energi surya yang datang

( )

2

m W

I : arus dari energi surya yang datang (A)

II.2 Energi Berguna (Q_u)

Jumlah energi yang terpakai untuk memanasi udara di absorber (jumlah

energi yang dipindahkan dari absoeber ke udara) disebut dengan energi berguna dan

dapat dinyatakan dengan persamaan:

(

)

t T T C m

Qu p o i

∆ −

= . (2)

dengan :

QU : energi berguna ( W)

m : massa udara dalam kolektor (kg)

CP : panas spesifik udara (J/(kg.OC)

TO : temperatur udara keluar kolektor (OC)

Ti : temperatur udara masuk kolektor (OC)

t

∆ : selisih waktu saat pengambilan (detik)

Massa udara dalam kolektor (m) dapat dihitung dengan:

V

(30)

8

dengan :

ρ : massa jenis udara (kg/m3)

V : volume udara dalam kolektor (m3)

II.3 Efisiensi

Efisiensi dari suatu alat adalah perbandingan dari keluaran yang dihasilkan

dengan masukan yang diberikan. Efisiensi pengeringan sebuah alat penngering

energi surya dapat dinyatakan dalam tiga konteks yaitu : (1) efisiensi kolektor (ηC),

(2) efisiensi pengambilan (ηP) dan (3) efisiensi sistem (ηS).

II.3.1 Efisiensi Kolektor (ηC)

Efisiensi kolektor (ηC) didefinisikan sebagai perbandingan antara energi

berguna dengan total energi surya yang datang ke kolektor, dan dapat dinyatakan

dengan persamaan:

c U c

A I

Q

=

η (4)

dengan :

QU : energi berguna ( W)

I : intensitas energi surya yang datang (W/m2)

(31)

9

II.3.2 Efisiensi Pengambilan (ηP)

Efisiensi pengambilan (ηP) didefinisikan sebagai perbandingan uap air yang

dipindahkan (diambil) oleh udara dalam alat pengering dengan kapasitas teoritis

udara menyerap uap air, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

i a

i o p

W W

− − =

η (5)

dengan :

WO : kelembaban absolut udara keluar alat pengering

Wi : kelembaban absolut udara masuk alat pengering

Wa : kelembaban jenuh adiabatis udara masuk alat pengering

II.3.3 Efisiensi Sistem Pengeringan (ηS)

Efisiensi sistem pengeringan (ηS) didefinisikan sebagai perbandingan antara

energi yang digunakan untuk menguapkan air dari hasil pertanian yang

dikeringkan dengan energi yang datang pada alat pengering, dan dapat

dinyatakan dengan persamaan:

c s

A I

L W

=

η (6)

dengan :

W : laju massa air yang menguap (kg/detik)

(32)

10

II.4 Perbedaan Tekanan

Perbedaan tekanan ditimbulkan karena adanya perbedaan massa jenis antara

udara didalam dan diluar pengering, dan dapat dinyatakan dengan persamaan:

∆p=

[

h₁

(

ρ−ρ₁

)

+h₂(ρ−ρ₂)

]

g (7)

dengan :

∆p : penurunan tekanan (Pa)

h₁ : jarak antara lapisan bawah padi dengan permukaan dasar (m)

h : jarak antara lapisan atas padi dengan cerobong (m) ₂

ρ : massa jenis udara lingkunga sekitar (kg/m3)

1

ρ : massa jenis udara setelah melewati kolektor (kg/m3)

2

ρ : massa jenis udara setelah melewati lapisan padi (kg/m3)

g : 9,81 m/detik 2

II.6 Kalor yang Diperlukan untuk Menguapkan Air

Kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air dinyatakan dengan

persamaan:

Q = massa air yang keluar x h_fg (8)

dengan :

Q : kalor yang diperlukan untuk mengeluarkan uap air (Mj / kg)

fg

(33)

11

Lapisan

Padi

h2

Tutup transparan Cerobong

GT

Aliran udara

h1 ∆h

Gambar 2.2 Pengering Padi Surya, berdasarkan rancangan Asian Institute of Technology, Thailand

II.4 Tinjauan Pustaka

Pengeringan merupakan cara terbaik dalam pengawetan bahan makanan dan

pengering energi surya merupakan teknologi yang sesuai bagi kelestarian alam

(Scanlin, 1997). Pengeringan dengan penjemuran langsung (tradisional) sering

menghasilkan kualitas pengeringan yang buruk. Hal ini disebabkan bahan yang

dijemur langsung tidak terlindungi dari debu, hujan, angin, serangga, burung atau

binatang lain. Kontaminasi dengan mikroorganisme yang terdapat di tanah dapat

membahayakan kesehatan (Häuser et. al). Kunci dari pengeringan bahan makanan

adalah mengeluarkan kandungan air secepat mungkin pada temperatur yang tidak

merusak bahan makanan tersebut. Jika temperatur terlalu rendah maka

mikroorganisme akan berkembang sebelum bahan makanan kering tetapi jika

(34)

12

berlebih pada bagian permukaan (Kendall, 1998). Kelemahan utama dari pengering

energi surya adalah kecilnya koefisien perpindahan panas antara pelat absorber dan

udara yang dipanasi, sehingga menyebabkan efisiensi kolektor yang rendah.

Beberapa modifikasi telah banyak diusulkan meliputi penggunaan sirip (Garg et al.,

1991), penggunaan absorber dengan permukaan kasar (Choudhury et al., 1988), dan

penggunaan absorber porus (Sharma et. al., 1991). Penelitian pengering energi surya

dengan luas kolektor 1,64m2 yang dilengkapi 8 sampai 32 sirip segi empat dengan

luas total sirip 0,384 m2 dapat menaikkan temperatur udara keluar dan efisiensi

kolektor. Sirip dipasang di dalam kolektor dengan dua variasi pemasangan yaitu sirip

dapat bergerak bebas dan tetap (Kurtbas, 2006). Penelitian dengan metode simulasi

untuk mengetahui efisiensi tahunan pengering energi surya dengan absorber jenis

porus di India menghasilkan nilai yang sesuai dengan penelitian secara eksperimen

(Sodha et. al., 1982). Eksperimen dengan absorber porus menggunakan kasa

alumunium dengan permukaan reflektif dibagian bawahnya menghasilkan efisiensi

yang hampir sama dengan enam lembar bilah baja yang dicat hitam tetapi memiliki

(35)

BAB III

METODE PENELITIAN

III.1 Skema Alat

Pengering hasil pertanian pada umunya terdiri dari 3 bagian utama yaitu :

a. Kotak kolektor dengan ukuran luas 0,25 m2, terdiri dari absorber, kaca dan saluran udara.

b. Kotak pengering yang didalamnya terdapat rak pengering. c. Cerobong

Skema alat pengering hasil pertanian dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini :

(36)

14

III.2 Variabel yang Divariasikan

1. Dua jenis absorber : plat alumunium dicat hitam dan plat alumunium dilapisi arang.

2. Massa padi yang dikeringkan : 0,5 kg ; 1 kg ; 1,5 kg dan 2 kg

III.3 Variabel yang Diukur

1. Temperatur udara sekitar (Ta)

2. Tegangan dari energi surya yang datang (V) 3. Temperatur udara masuk kolektor

T1 = temperatur kering T2 = temperatur basah

4. Temperatur udara keluar kolektor T3 = temperatur kering

T4 = temperatur basah

5. Temperatur udara keluar pengering T5 = temperatur kering

T6 = temperatur basah

III.4 Langkah Penelitian

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti pada gambar 3.1.

2. Pengambilan data dilakukan dengan menvariasikan jenis absorber dan massa padi yang dikeringkan.

(37)

15

4. Pada variasi salah satu parameter, harga parameter yang lain tetap.

5. Data yang dicatat adalah temperatur udara sekitar (Ta), temperatur udara masuk kolektor, temperatur udara keluar kolektor, temperatur udara keluar pengering dan tegangan dari energi surya.

6. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk varisi berikutnya kondisi alat pengering harus didiamkan agar kembali ke kondisi awal sebelum dilakukan pengambilan data variasi saat ini.

III.5 Pengolahan dan Analisa Data

Pengolahan dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan pada parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan persamaan (1) sampai dengan persamaan (8). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan :

1. Hubungan efisiensi kolektor, efisiensi pengambilan dan efisiensi sistem dengan intensitas energi surya yang datang (I).

(38)

BAB IV

HASIL PENELITIAN

IV.1 Data Penelitian

Kita akan mengetahui data yang telah diambil dengan variasi yang berbeda.

Pengambilan data tiap variasi hanya dilakukan sekali saja.

IV.1.1 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat

Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

Hari/Tanggal : Selasa, 29 April 2008

Jam : 8.50 Wib

Tempat : Lingkungan sekitar Univ. Sanata Dharma

Bahan yang dikeringkan : Padi

Massa padi awal (W ₁) : 0,5 kg

Data yang diperoleh adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

No Ta

(39)

17

Ketebalan padi = 0,6 cm

Jarak antara lapisan bawah padi dengan permukaan dasar (h1) = 0,1 m

Jarak antara lapisan atas padi dengan cerobong (h2) = 0,645 m

Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1 kg

Hari/Tanggal : Rabu, 23 April 2008

Jam : 10.25 Wib

Massa padi awal (W ₁) : 1 kg

Tabel 4.2 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1 kg

No Ta

Massa padi sesudah dipanaskan (W ) = 0,93 kg ₂

(40)

18

Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

Hari/Tanggal : Kamis, 24 April 2008

Jam : 11.20 Wib

Tabel 4.3 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

No Ta

(41)

19

Alumunium yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 2 kg

Hari/Tanggal : Senin, 28 April 2008

Jam : 11.30 Wib

Massa padi awal (W ₁) : 2 kg

Tabel 4.4 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam dengan variasi massa 2 kg

No Ta

(42)

20

Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

Hari/Tanggal : Selasa, 29 April 2008

Jam : 8.50 Wib

Tabel 4.5 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg

No Ta

Massa padi sesudah dipanaskan (W2) = 0,465 kg

(43)

21

Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1 kg

Hari/Tanggal : Rabu, 23 April 2008

Jam : 10.25 Wib

Massa padi awal (W₁) : 1 kg

Tabel 4.6 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1 kg

No Ta 0

(44)

22

Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

Hari/Tanggal : Kamis, 24 April 2008

Jam : 11.20 Wib

Tabel 4.7 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

No Ta

(45)

23

Alumunium yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 2 kg

Hari/Tanggal : Senin, 28 April 2008

Jam : 11.30 Wib

Massa padi awal (W₁) : 2 kg

Tabel 4.8 Data penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No Ta 0

(46)

24

IV.2 Perhitungan Data

IV.2.1 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium

yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

IV.2.1.1 Energi Berguna (Qu)

Diasumsikan volume udara didalam kolektor selama selang waktu 10 menit

tetap, hal ini dikarenakan udara mengalir tetapi kecepatannya sangat

rendah.

• Mencari massa jenis udara keluar kolektor (ρ₃)

• Mencari massa udara (m)

Dari persamaan (3), maka :

3

m=ρ⋅V

= 1,1092 kg/m x 0,0025 m3 3

(47)

25

Tabel 4.9 pada penelitian pengering

energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam denga variasi massa 0,5 kg

No

Dengan perhitungan yang sama diperoleh :

Hasil perhitungan energi berguna (Qu)

n

1 27,1 45,2 1,1092 18,1 600 1007,260 0,0028 0,0843 2 27,0 41,0 1,1241 14,0 600 1007,050 0,0028 0,0660 3 28,9 50,6 1,0907 21,7 600 1007,530 0,0027 0,0994 4 28,1 46,9 1,1034 18,8 600 1007,345 0,0028 0,0871 5 28,0 52,3 1,0850 24,3 600 1007,615 0,0027 0,1107 6 28,6 53,5 1,0810 24,9 600 1007,675 0,0027 0,1130 7 29,3 47,8 1,1003 18,5 600 1007,390 0,0028 0,0854 8 29,6 45,1 1,1096 15,5 600 1007,255 0,0028 0,0722 9 29,1 42,4 1,1191 13,3 600 1007,120 0,0028 0,0625 10 28,4 45,0 1,1099 16,6 600 1007,250 0,0028 0,0773

(48)

26

Dengan perh

abel 4.10 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian

ge en surya dengan han absorber dari plat

alum dengan variasi massa 0,5 kg

No

= 0,000566

itungan yang sama diperoleh :

T

pen r

unium yang di cat hitam

ing ergi ba 10 0,0773 0,25 777,5 0,039800

Data yang dicetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

c).

IV.2.1.3 Efisiensi pengambilan ( )

e n (ηP)

an W0, Wi, dan Wa , diperoleh dari Psychrometric Chart. Berikut ini

mencari W0, Wi, dan Wa denganPsychrometric Chart :

grafik efisiensi kolektor (η

ηP

Berdasarkan persamaan (5) untuk m nghitung efisiensi pengambila

(49)

27

Gambar 4.1 Contoh mencari kelembaban (W0, Wi, dan Wa)

(50)

28

Dengan cara yang sama diperoleh :

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat

( C) ( C) ( C) ( C)

Tabel 4.11 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (ηp) pada penelitian

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

T1

em pengeringan (η IV.2.1.4 Efisiensi sist

enguap saat temperatur pengering (L) diperoleh

jenuh buku teknologi rekayasa surya. = 8,33 x 10 kg/detik

Kalor laten dari air yang m

(51)

29

Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS) pada

penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 0,5 kg

IV.2.1.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W), dan Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

D

Menghitung penurunan tekanan (∆p)

(52)

30

ρ = 1,16182249 kg/m

∆p =

[

0,1

(

1,172−1,109

)

+0,645 (1,172−1,162)

]

x9,81

8751 Pa

(53)

31

Sehingga, massa air yang keluar = 0,5 kg – 0,455 kg = 0,045 kg

arkan uap air (Q)

Q = massa air yang keluar x

diperoleh dari tabel A-8-1 sifat air dan uap jenuh buku teknologi

kayasa surya.

= 0,10771

De gan itu a d le

Tabel 4.13 Hasil perhitungan ∆ , lit ge

di c am n i m 0,

No

)

ng m ssa ai ang ke r (W)

Massa a yang kelua didapatk dari m ssa padi sebelum ipanas

(W₁) d ang ssa te na ₂

Massa p i sebe um di naskan ₁) = 0,5 g

Menghitung kalor yang diperlukan untuk mengelu

(54)

32

yang di Cat Hitam dengan Variasi Massa Padi 1 kg

IV.2.2.1 Energi Bergu (Q

Dengan cara perhitungan seperti pada lum ng di Cat Hitam

dengan Varias as 0,5 aka oleh

Tabel 4.14 H il ng nerg gu ada penelitian

alumun ng t hita gan assa 1 kg

na u)

Plat A unium ya

(55)

33

IV.2.2.2 Efisiensi kolektor (η

Denga ra itu se p t A ium di C itam

4.15 Hasil perhit gan fisiensi olektor η) pa peneli pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg

) (W m2

ηc (%) 1 0,0571 0,25 837,5 0,0272953 2 0,0780 0,25 735,0 0,0424365 3 0,0755 0,25 830,0 0,0364013 4 0,0747 0,25 550,0 0,0543450 5 0,0869 0,25 825,0 0,0421263 6 0,0628 0,25 827,5 0,0303797 7 0,0458 0,25 857,5 0,0213822 8 0,0540 0,25 882,5 0,0244705 9 0,0875 0,25 882,5 0,0396410 10 0,0777 0,25 900,0 0,0345149

grafik iensi kolek η

IV.2.2.3 Efisiensi pengambilan (ηP

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

dengan V ias adi ka leh

Tabel 4.1 Hasil perhitungan efisiensi pengambilan (η enelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1 kg

(56)

34

engan cara um yang di Cat Hitam

dengan Variasi Massa Padi 0 g maka peroleh

Tabel 4.17 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan (ηS) pada

e pe e rya bso dar

t a ni d am v assa 1 kg

No

g ) 2)

grafik efisiensi pengambilan (ηp).

Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

perhitungan seperti pada Plat Alumuni D

,5 k di :

pen litian ngering nergi su dengan bahan a rber i pla lumu um yang i cat hit dengan ariasi m

(57)

35

IV.2.2.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p ass g r

dan Kalor yang Diperlukan unt en ark ir

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium ng t H

dengan Variasi Massa P kg a d leh

Ta l 4 Ha rh ∆ , Q li ge

di c am n v si m 1

1 31,0 43,2 32,2 1,1611 1,1163 1,1565 0,0334 0,07 0,1679 2 31,2 48,1 32,7 1,1603 1,0992 1,1546 0,0421 0,07 0,1671 8 31,0 42,5 32,8 1,1611 1,1187 1,1542 0,0475 0,07 0,1680 9 31,5 50,6 33,6 1,1592 1,0907 1,1512 0,0571 0,07 0,1666 10 30,7 47,5 32,8 1,1622 1,1013 1,1542 0,0566 0,07 0,1672

IV.2.3 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorbe lat Alumunium

yang di Cat Hita de ar ass 1,5

IV.2.3.1 Energi Bergun Qu

Dengan cara perhitungan seperti pada P umu ang di Cat Hitam

dengan Variasi ss ,5 aka leh :

rgi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

No T T

Tabel 4.19 Hasil perhitungan energi berguna (Qu) pada penelitian

pengering ene

(58)

36

Tabel Hasil perhitungan efisiensi kolektor ( n

p rin er r a r t

enge g en gi su ya deng n bahan absorbe dari pla

lumu um ya g di c t hitam d ngan var asi massa ,5 kg

rafik efisiensi kolektor ( c).

icetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

η

(59)

37

IV.2.3.3 Efisiensi pen mb

T1

dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg maka diperoleh :

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

( C) ( C) ( C) ( C) (kg/kg) (kg/kg) (kg/kg) (%) 29,8 26,3 30,0 26,6 0,02035 0,02171 0,02080 33,0882 30,2 26,9 30,4 27,0 0,02125 0,02252 0,02134 7,0866 31,4 27,0 32,0 27,8 0,02096 0,02265 0,02203 63,3136 31,1 28,4 31,2 28,7 0,02363 0,02465 0,02416 51,9608 31,3 28,1 31,3 28,7 0,02300 0,02421 0,02412 92,5620 32,5 27,9 32,6 28,5 0,02217 0,02392 0,02326 62,2857 31,5 27,4 31,6 27,7 0,02164 0,02321 0,02215 32,4841 31,0 27,6 31,2 27,8 0,02219 0,02349 0,02248 22,3077 31,6 26,8 32,0 27,8 0,02053 0,02238 0,02218 89,1892 31,2 27,8 31,9 28 0,022,0 48 0,02378 0,02259 8,4615

IV.2. E s m e ηS

D n pe g rti at i di ita

d n i a P kg ip

Tabel 4. a er n i p an pa

penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari

(J/kg) (W/m )

plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 1,5 kg

(60)

38

IV.2.3.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W),

dan Ka r ng er n k e r ap ir

Dengan cara perhitungan seperti pada Pl um ng H

dengan Variasi Massa P

di c am n i m 1,

IV.2.4 Pengering Hasil Pertanian Menggunakan Absorbe lat Alumunium

yang di Cat Hita de ari ass i 2 k

IV.2.4.1 Energi Bergun Qu

Dengan cara perhitungan seperti pada P mu ng di Cat Hitam

dengan Variasi ass ,5 aka eh :

Tabel 4.24 H p ga ergi una pada penelitian

n bahan absorber dari plat

No

r dari P

m ngan V asi M a Pad g

a ( )

lat Alu nium ya

M a Padi 0 kg m diperol

asil erhitun n en berg (Qu)

pengering energi surya denga

alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg

(61)

39

Dengan cara itam

dengan Variasi Massa P ,5 ak ol

Tabel 4. a er a s l c p

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat H

adi 0 kg m a diper eh :

(62)

40

IV.2.4.3 Efisiensi pen mb

Dengan cara rh e at niu g am

ari plat alumunium yang di cat hitam dengan variasi massa 2 kg

g) (kg/kg) (%)

ga ilan (ηP)

pe itungan s pe rti pada Pl Alumu m yan di Cat Hit

pengering energi surya dengan bahan absorber d

T1

31,8 25,4 32,8 27,0 0,01805 0,02055 0,02043 95,2000 29,9 25,5 33,1 27,2 0,01896 0,02068 0,02067 99,4186 32,8 28,2 34,2 29,2 0,02262 0,02436 0,02400 79,3103 31,9 27,5 33,8 28,0 0,02167 0,02335 0,02187 11,9048 32,4 27,9 33,3 28,1 0,02221 0,02392 0,02224 1,7544 34,7 29,6 35,1 29,9 0,02460 0,02649 0,02505 23,8095 34,1 27,2 35,4 28,8 0,02029 0,02293 0,02278 94,3182 35,7 28,1 37,6 29,9 0,0 1342 0,02 214 0,02415 97,9094 33,0 27,9 35,3 29,2 0,02198 0,02392 0,02360 83,5052 32,4 27,8 33,4 28,3 0,02203 0,02378 0,02258 31,4286

IV.2.4.4 Efisiensi sistem pengerin )

e ca rh n pa Al m i C am

ad m ero

ab 7 si hit efisiensi sistem pengeringan ( da

e pe e rya dengan bahan absorber dari

(63)

41

IV.2.4.5

dan Kalor y

dengan ar i Ma a P k m le

di t h a n si 2

No T

)

C )

Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air yang Keluar (W), ang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

V ias ss adi 0,5 g aka dipero h : 3 31,7 43,3 34,2 1,1584 1,1159 1,1490 0,0639 0,075 0,1799 4 30,8 39,7 33,8 1,1618 1,1288 1,1505 0,0752 0,075 0,1805 5 31,0 45,9 33,3 1,1611 1,1068 1,1523 0,0606 0,075 0,1794 6 32,9 46,3 35,1 1,1538 1,1054 1,1456 0,0570 0,075 0,1793 7 32,7 52,0 35,4 1,1546 1,0860 1,1445 0,0708 0,075 0,1783 8 33,6 58,4 37,6 1,1512 1,0651 1,1364 0,1024 0,075 0,1771 9 32,5 49,6 35,3 1,1554 1,0941 1,1449 0,0725 0,075 0,1787 10 31,1 38,6 33,4 1,1607 1,1327 1,1520 0,0579 0,075 0,1807

IV.2.5 Pengering Ha

yang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg

IV.2.5.1 Energi Berg (Q

Dengan cara perhitungan seperti pada lum yang di Cat Hitam

dengan Varias a 0, ak oleh

Tabel 4.29 H il ng ner rgun

alumu ng pisi deng si massa 0,5 kg

T

sil Pertanian Menggunakan Absorber dari Plat Alumunium

(64)

42 10 28,9 54,2 1,0787 26,4 600 1007,710 0,0027 0,1196

IV.2.5.2 Efisiensi kolektor ( C

abel 4.30 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian

enge g en i sur denga han rber d plat

munium y i l ng v assa 0,5 kg

t) 2

η )

T

p rin erg ya n ba abso ari

alu ang d apisi ara dengan ariasi m

No Qu

(65)

43

IV.2.5.3 Efisiensi pe bila P)

Dengan cara rh pe A ium g am

dengan Varia M ,5 er

Tabel 4.31 si an ng an pa tian

alu unium yan apisi ar dengan riasi

2 28,9 25,6 37,9 28,7 0,01951 0,0208 0,02167 167,44186

ata yang dicetak tebal adalah data yang tidak dipakai dalam pembuatan

IV.2.5.4 Efisiensi sistem pengerin ηS)

D an c per ng erti Plat unium ng am

Tabel 4. a er n i p an pa

gan (

eng ara hitu an sep pada Alum ya di Cat Hit

32 H sil p hitunga efisiens sistem engering (ηS) da

(66)

44

5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p), Massa Air

IV.2.5. yang Keluar (W),

lukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

Tabel 4.33

ang di lapisi arang dengan variasi massa 0,5 kg

No

dan Kalor yang Diper

Hasil perhitungan ∆p, W, dan Q pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium y

(67)

45

IV.2.6 Pengering Hasil Per ia gu n A r dari Plat Alumunium

yang di Lapisi Aran en ria assa 1 kg

IV.2.6.1 Energi Berguna (Q

Dengan cara perhi ga i p lat nium di Cat Hitam

Tabel 4.34 Hasil erh e b (Q a penelitian

penge g i den aha ber dari plat

alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1 kg

tan n Meng naka bsorbe

g d gan Va si M Padi

u)

tun n sepert ada P Alumu yang

p itungan nergi erguna u) pad

rin energ surya gan b n absor

IV.2.6.2 fisiensi kol C

Dengan p ng ep ad l

dengan as sa 0, a ro

Tabel 4.35 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (η pe n

p in rg y n r d at

c) pada nelitia

enger g ene i sur a denga bahan absorbe ari pl

(68)

46

]IV.2.6.3 Efisiensi pengambilan (η

Dengan cara

Tabel 4.36 Hasil an ef pen n pada litian

grafik efisiensi kolektor (ηc).

P)

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

perhitung isiensi gambila (ηp) abso

pene

pen ering ener i surya den n bah er dari p

alu unium yan di lapisi aran engan riasi assa 1 kg

(69)

47

IV.2.6.4 Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

e c rh an p A m di C tam

a g m er

Tabel ηS pada

penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari

un a s arang dengan variasi m g

4.37 Hasil perhitungan efisiensi sistem pengeringan ( )

plat alum ium y ng di lapi i assa 1 k

IV.2.6.5 Menghitung Penurunan Tekanan (

dan Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

Dengan cara

engan Variasi Massa Padi 0,5 kg maka diperoleh :

Tabel 4.38 Hasil perhitungan ∆ , Q p n eng en

perhitungan seperti pada Plat Alumunium yang di Cat Hitam

(70)

48

y

IV.2.7.1 Energi Berg

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumunium ang di Cat Hitam

dengan Variasi M sa kg a di :

ang di Lapisi Arang dengan Variasi Massa Padi 1,5 kg

una (Qu)

y

as Padi 0,5 mak peroleh

(71)

49

IV.2.7.2 Efisiensi kolektor (ηC)

Tabel 4.40 Hasil perhitungan efisiensi kolektor (ηc) pada penelitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 1,5 kg

No Qu 1 0,0523 0,25 487,5 0,0394627 2 0,0310 0,25 337,5 0,0288079 3 0,0315 0,25 662,5 0,0164127 4 0,0516 0,25 287,5 0,0640101 5 0,0342 0,25 330,0 0,0345852 6 0,0476 0,25 322,5 0,0555591 7 0,0230 0,25 227,5 0,0345433 8 0,0154 0,25 192,5 0,0280136 9 0,0049 0,25 180,0 0,0075526 10 0,0188 0,25 207,5 0,0288284

IV.2.7.3 Efisiensi ng P

Dengan cara perhitungan s la u

dengan Variasi Massa Padi d h :

Tabel 4.41 Hasil perhitun i p bi p elitian

T1

eperti pada P t Alum nium yang di Cat Hitam

0,5 kg maka iperole

gan efisiens engam lan (η ) pada pen

(72)

50

IV.2.7.4

ium yang di Cat Hitam

Tabel 4.42 sistem ( S) pada penelitian

No W (kg/detik)

L (J/kg)

I (W/m2)

Ac

(m2 (% grafik efisiensi pengambilan (ηp).

Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

Dengan cara perhitungan seperti pada Plat Alumun

Hasil perhitungan efisiensi η

)

ηS

)

(73)

51

IV.2.7.5 Menghitung Penurunan Tekanan (∆p ass g r

dan Kalor yang Diperlukan unt en ark ir

dengan Variasi Massa Padi 0,5 kg a d leh

Ta l 4 ∆p r i e

1 29,1 41,1 32,8 1,1684 1,1237 1,1542 0,0939 0,025s 0,060089 2 29,0 37,7 34,1 1,1687 1,1360 1,1493 0,1261 0,025 0,060293

IV.2.8 Pengering Hasil P an gg Alumunium

yang di Lapisi Ar d ar as i 2

IV.2.8.1 Energi Berguna (Qu)

Dengan cara perhitungan seperti pada Pla un i Cat Hitam

dengan Variasi M sa kg a dip h :

Tabel 4.44 Hasil perhitungan energi berguna (Qu) pada penelitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No T T

ert ian Men unakan Absorber dari Plat

(74)

52

Dengan cara perhitungan seperti p A um yang di Cat Hitam

deng ri as i e 1 0,0543 0,25 930,0 0,0188964 2 0,0660 0,25 887,5 0,0237944 3 0,0396 0,25 135,0 0,0734319 4 0,0396 0,25 252,5 0,0415651 5 0,0293 0,25 270,0 0,0241674 6 0,0473 0,25 870,0 0,0139227 7 0,0594 0,25 770,0 0,0264669 8 0,0706 0,25 822,5 0,0277788 9 0,0614 0,25 305,0 0,0614729 10 0,0221 0,25 72,5 0,0954493

(75)

53

IV.2.8.3 Efisiensi pengambilan (ηP

dengan Variasi Massa Padi d h :

Tabel 4.46 Hasil perhitun i p bi ηp elitian

pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

T1

0,5 kg maka iperole

gan efisiens engam lan ( ) pada pen

30,2 26,7 34,0 28,0 0,02089 0,02224 0,02179 66,66667 28,0 23,3 34,5 28,5 0,01619 0,02406 0,02255 80,81321 30,5 26,2 35,1 28,4 0,01991 0,02158 0,02213 132,93413 30,1 26,6 34,3 28,0 0,02076 0,02211 0,02168 68,14815 30,2 27,3 37,7 29,2 0,02196 0,02307 0,02272 68,46847 31,0 29,2 35,7 30,4 0,02519 0,02586 0,02585 98,50746 32,0 31,4 38,0 32,4 0,02927 0,02948 0,02932 23,80952 31,6 28,4 38,8 30,8 0,02344 0,02465 0,02558 176,85950 31,1 28,1 37,3 30,5 0,02307 0,02421 0,02548 211,40351 31,5 27,8 36,7 30,1 0,02237 0,02378 0,02488 178,01418

IV.2.8.4 Efisiensi sistem pengeringan (ηS)

e c rh an p A m di am

Tabel 4.47 Hasil perhitungan efisiensi tem pe geringa (ηS) p

pe litian engering nergi su a denga bahan orber d i pla alumu ium yan i lapisi ang deng n varias assa 2

(76)

54 dan Kalor yang Diperlukan untuk Mengeluarkan Uap Air (Q)

Tabel 4.48 Hasil perhitungan ∆p, W, Q pada penelitian pengering energi surya dengan bahan absorber dari plat alumunium yang di lapisi arang dengan variasi massa 2 kg

No T T T

grafik efisiensi sistem pengeringan (ηS).

(77)

55

IV.3 Analisis Data

Dari hasil penelitian dan perhitungan telah didapatkan beberapa perbedaan.

Perbedaan tersebut disebabkan beberapa faktor yang terjadi selama penelitian. Untuk

mengetahui hal tersebut maka perlu diadakan suatu analisa dan pembahasan dari data

yang diperoleh selama penelitian.

IV.3.1 Grafik Efisiensi Kolektor (η_C)

Berkuti ini adalah grafik-grafik hubungan efisiensi kolektor (η_C) dengan

intensit s energi sura ya yang datang (I) :

Hubungan efisiensi kolektor dengan intensitas energi surya

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07

600 620 640 660 680 700 720 740

intensitas energi surya

ef

f ko

le

kt

o

r

Cat 0,5 kg

Arang 0,5 kg

(78)

56

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

820 830 840 850 860 870 880 890

e

ff k

o

le

k

to

r

Arang 1 kg

Cat 1 kg

Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi kolektor (ηC) dengan I pada cat

dan alumunium dengan massa padi 1 kg

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

0 100 200 300 400 500 600

ef

f ko

le

kt

o

r

Arang 1,5 kg

Cat 1,5 kg

(79)

57

0

Gambar 4.5 Grafik hubungan efisiensi kolektor (η_C) dengan I pada cat an massa padi 2 kg

Dari grafik-grafik diatas dapat diketahui efisiensi kolektor ( dan alumunium deng

C

η ) tertinggi

sebes 0,06291 % r dari plat

alumunium yang dicat hitam dengan massa padi 0,5 kg. Pengering energi surya

dengan absorber dari plat alumunium yang dicat hitam memiliki efisiensi kolektor

ar 8 pada pengering energi surya dengan absorbe

(η_C) lebih baik jika dibandingkan pengering energi surya dengan absorber dari plat

rber yang dicat dengan warna hitam

menghasilkan penyerapan energi surya yang lebih baik jika dibandingkan dengan

absorber y i d Qu) yang

ihasilkan, absorber yang dicat hitam menghasilkan energi berguna (Qu) yang lebih

besar dari absorber yang dilapisi arang. Semakin besar energi berguna (Qu) yang

ihasilk n maka efisie ini dapat

dibuktikan dengan persamaan efisiensi kolektor ( alumunium yang dilapisi arang. Abso

ang dilapis engan arang. Ini dapat dilihat dari energi berguna (

d

d a nsi kolektornya juga akan semakin besar. Hal

C

(80)

58

pada massa padi 1 kg dan 1,5 kg menunjukan bahwa pengering energi surya dengan

absorber dari plat alumunium yang dilapisi arang memiliki efisiensi kolektor (η_C)

yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan pengering energi surya dengan absorber

dari plat alumunium yang dicat hitam, hal ini kemungkinan dikarenakan adanya

kesalahan pada saat pengambilan data.

VI.3.2 Grafik Efisiensi Pengambilan (ηP)

Berkuti ini adalah grafik-grafik hubungan efisiensi pengambilan (η_P) dengan

tensitas energi surya yang datang (I) : in

Hubungan efisiensi pengambilan dengan intensitas energi surya

0 10 20 30 40 50

ng

a

60 70 80 90

64 6 0 710

e

ff

pe

m

b

il

a

n

0 50 660 670 680 690 70

Arang 0,5 kg

Cat 0,5 kg

(81)

59

0

820 840 860 880 900

e

pada cat dan alumunium dengan massa padi 1 k

0

Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi pengambilan ( ang 1,5 kg

P