PENGERINGAN DENDENG SAPI TENAGA SURYA MODEL KABINET BERSIRKULASI ALAMI

(1)

PENGERINGAN DENDENG SAPI

TENAGA SURYA

MODEL KABINET BERSIRKULASI ALAMI

Nofriadi

(1)

Staf Pengajar Jurusan Teknk Mesin, Politeknik Negeri Padang

ABSTRACT

Indonesia is one of the countries which have high intensity solar radiation. This is very useful in term to exploite solar radiation for drying processes. However, most drying processes are done naturally. This method has many constraints. By improvement of solar collector technology, the drying processes could be done better. Appliance draining of energy surya model cabinet of natural circulation has been made for the draining meat “dendeng”. Dry air in the dryer room was encircling naturally. Some of meat “dendeng” sunlight directly and some of them again exploited hot dry air of this dryer room collector system. Result shows that productivity draining of meat “dendeng” compared to natural draining can become dryer alternative to the make-up of result of clean and better its.

Keywords: Solar energy, drying system alternative

1. PENDAHULUAN

Teknologi pengeringan berkembang sangat pesat saat ini. Kemajuan ini telah banyak memberikan kemudahan dalam pengeringan, diantaranya dendeng yang dihasil lebih baik sesuai yang diinginkan oleh konsumen.

Masalah yang dihadapi dalam proses produksi dengan ini adalah proses pengeringan, masalah kebersihan dan faktor higienis produk. Selama ini proses pengeringan dilakukan menjemur dendeng di lapangan terbuka dan harus dijaga dari lalat/serangga atau dimakan oleh binatang. Hal lain yang sulit diatasi adalah dendeng terkena debu atau terkontaminasi kotoran dari udara selama proses penjemuran, dan terjadi mendung atau hari hujan, maka proses pengeringan akan terganggu, bisa mengakibatkan dendeng berbau / berjamur dan tidak bisa dikonsumsi oleh konsumen.

Tujuan dari penelitian adalah peningkatkan produktifitas pengeringan dendeng sapi dibandingkan pengeringan alami dan peningkatkan mutu produk hasil pengeringan dendeng sapi dengan alat pengeringan.

Adapun permasalahan yang dihadapi dalam proses produksi dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Waktu pengeringan dendeng yang cukup lama, bila cuaca tidak panas akan mengakibatkan dendeng berjamur.

2. Selama proses pengeringan dendeng harus dijaga agar tidak dihinggapi oleh lalat atau dimakan binatang seperti kucing.

3. Produk terkontaminasi debu dan kotoran dari udara karena dijemur di tempat terbuka.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Sinar matahari merupakan salah satu unsur penting dalam kehidupan makhluk hidup di bumi. Pancarannya yang menghasilkan panas cukup tinggi biasanya digunakan oleh manusia untuk menjemur/ mengeringkan hasil bumi. Peneliti akan membuat alat tambah berupa penyerap panas atau kolektor.

Prinsip kerja kolektor adalah pelat absorber menyerap radiasi surya yang jatuh ke permukaan dan dikonversikan dalam bentuk panas, sehingga temperatur plat tersebut menjadi naik. Panas dipindahkan kefluida kerja yang mengalir pada absorber. Perpindahan panas akan terjadi konduksi, konveksi dan radiasi.

Untuk menghitung lajunya perpindahan panas selama proses pengeringan atau penguapan, dapat ditinjau dari suatu permukaan basah yang dilewati oleh aliran udara panas.

dA

m

_a 



a,

t

a,

P

s,a



i

, t

i

, P

s,i

Gambar 1 Permukaan basah dialiri udara

Jika udara panas mengalir melewati suatu permukaan basah, maka akan terjadi perpindahan kalor sensibel

(2)

perpindahan kalor sensibel (qs) terjadi bila terdapat

perbedaan suhu antara udara (ta), dan perpindahan

kalor laten (ql) terjadi bila terdapat perbedaan

tekanan parsial uap air di udara (Ps,a) dengan tekanan

di air (Ps,i) yang disertai oleh perpindahan massa uap

air. Besarnya laju perpindahan panas yang terjadi dapat ditentukan dari persamaan berikut:

 Laju perpindahan kalor sensibel :

)

.(

.

a i c s

h

dA

t

q







... (1)  Laju perpindahan kalor laten:

fg a i D l

h

dA

h

q

.

.(



).







... (2)  Laju perpindahan kalor total:

fg a i D i a c t

h

dA

t

h

dA

h

q

.

.(

)

.

.(



).











.(3)

dengan menyederhanakan persamaan, laju perpindahan kalor total selama proses penguapan atau pengeringan dapat ditentukan dengan persamaan: pm a i c t

C

h

dA

h

q



.

.(



)



... (4) Jika besarnya massa air yang menguap diketahui, maka:

)

.(

_i _a t

m

h

q







... (5) dengan:



pm c

C

dA

h

m

.

massa air yang menguap, kg.

Skema proses sistem pengeringan secara teoritis ditunjukan oleh “Gambar (2)”.

Proses pemanasan dara yang terjadi dalam kolektor surya pada kelembapan mutlak konstansecara teoritis dan proses pengeringan.

1

2

3 

_

Tdb

Gambar 2 Diagram psikometrik 1-2 untuk kolektor surya 2-3 ruang pengering.

Pernyataan selama proses pengeringan kolektor surya adalah:

 12 Proses pemanasan udara yang terjadi dalam kolektor surya pada kelembaban mutlak konstan.

 23 Proses pengeringan produk atau proses pendinginan dan pelembaban udara pengering secara adiabatik..

3. METODE PENELITIAN

Penelitian ini adalah bersifat kwalitatif. Jadi metodenya kualitatif yang membatasi. 3 (tiga) kali waktu pengujian, pagi, sore hari. Variabel yang diteliti adalah: seberapa besar pegaruh alat pengering ini terhadap dendeng yang akan dikeringkan apabila dijemur di alam terbuka ke dalam alat pengering yang mempunyai kolektor.

Proses pengeringan tersebut dilakukan dengan dua cara yaitu tanpa menggunakan alat pengering dan dendeng menggunakan alat pengering

Data-data yang diambil beberapa waktu pengeringan untuk mengeringkan dalam kadar air dendeng yang sama.

(3)

Jurnal Teknik Mesin Vol. 3, No.2, Des 2006 ISSN 1829-8958 4. PENGUJIAN ALAT PENGERING

Berdasarkan data pengujian yang dilakukan terhadap alat pengering dendeng sapi tenaga surya ini didapat data sebagai berikut:

Dengan mengambil 10 titik pengukuran suhu

1. Empat titik temperatur udara masuk <T1 s/d T4

2. Tiga titik temperatur di dalam ruangan pengering <T5 s/d T7>

3. Tiga titik temperatur udara keluar dari alat pengeryng <T8 s/d T10> 0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Titik pengujian T e m p e ra tu r ( oC ) 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00 13.30 14.00

Gambar 4 Temperatur titik pengujian terhadap waktu pengujian pada hari pertama

0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Titik pengujian T e m p e ra tu r ( oC ) 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00

Gambar 5 Temperatur titik pengujian terhadapat waktu pengujian pada hari kedua

0 10 20 30 40 50 60 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Titik pengujian T e m p e ra tu r ( oC ) 10.00 10.30 11.00 11.30 12.00 12.30 13.00

Gambar 6 Temperatur titik pengujian terhadapat waktu pengujian pada hari ketiga

Perhitungan panas yang dicari adalah perlepasan panas yang terjadi dengan rumus:

T

C

m

Q





_p





dimana:

Q = laju pembangkit panas (Btu/hr ft3) m = laju aliran massa (kg/s)

cp = panas jenis pada konstan (j/(kg,K)

ΔT = inkremen suhu (°C)

Untuk mengetahui harga nilai m (massa air yang dikeluarkan) maka dapat dicari dengan rumus:

v

A

m







dimana:  = kerapatan (kg/m3) A = luas penampang (m3) ΔT = laju aliran udara (m/s2)

 Pengambilan dari hari pertama pada pukul 11.00 WIB T1= 29°C T2= 29°C T3= 29°C T4= 29°C T5= 55°C T6= 55°C T7= 55°C T8= 42°C v = 5 m/s2 T9= 42°C T10= 42°C

4

4 3 2 1

T

_in





4 29C29C29C29C    29

3

10 9 8

T

out





3 42 42 42C C C  C   42

2

out in

T







2 42 29C C  = 35,5 °C

Berdasarkan tabel sifat udara pada tekanan atmosfir maka dicari cpdan dengan interpolasi

T °C 20 35.5 40  Kg/m3 1204 x 1.1127 cp J (kg.K) 1006 y 1007 Harga 20 40 20 5 . 35   204 . 1 127 . 1 204 . 1   x 20 5 . 15 ₌ 077 , 0 204 . 1   x 4 1 . 3 ₌ 077 . 0 204 . 1   x -0.05 = x – 1.204 x = x -1.204

(4)

 = 1.44 kg/m3 Harga cp 20 40 20 5 . 35   ₌ 1006 1007 1006   y 20 5 . 15 ₌ 1 1006  y 4 1 . 3 ₌ _{y – 1006} 0.775 = y – 1006 y = 1006.775 cp = 1006.775 J (kg.K)

Harga luas penampang A = p x 1

= 97 cm x 58, 5 cm = 5674, 5 cm2 A = 0.56745 cm2 Harga laju aliran massa m =.Av = 1.144 kg/m3x 5.6745 x 5 m/s2 = 3.246 kg/s2 Q = m c ΔT = 3.246 kg/s2x 106,775 J (kg.K) x 35, 5°C = 116013, 70 J

 Pengambilan data pada hari kedua pukul 10.00 WIB

Harga

 = 1,139 kg/m3 Harga cp

cp = 1006,85 J /(kg.K)

harga laju aliran massa m =  . A. v = 1.139 kg/m3x 5,674 m2x 4,5m2/s2 = 29, 08 kg/s Q = m. cp.T = 29, 08 kg/s x 1006 J / (kg.K) x 37C = 108333, 03 J

 Data percobaan pada hari ketiga diambil pada pukul 13.00 WIB

Harga

 = 1,154 kg/m3 Harga cp

cp = 1006,65 J (kg,K)

Harga laju aliran massa m =  . Av = 1.154 kg/m3x 5,674m2x 8m/s2 = 5,238 kg/s Q = m cpT = 5,238kg/s2x 1006, 65J (kg.K) x33C = 174003, 4

Persentase Penurunan Berat Dendeng Sapi Selama Pengujian

Dari data pengujian yang dilakukan terhadap alat pengering dendeng tenaga surya ini diketahui bahwa berat dendeng yang dimasukkan ke dalam alat pengering mula-mula 250 gram setelah pengeringan selama 2 hari, berat dendeng menjadi berkurang menjadi 80 gram, pada pengujian yang lain daging yang akan dibuat dendeng dengan berat yang sama dikeringkan tanpa menggunakan alat pengering membutuhkan waktu 4 hari dan beratnya berkurang sampai kering 100 gram.

Jadi efisiensi alat pengering dendeng ini adalah:32 % Efisiensi pengering yang terjadi selama 2 hari mencapai 32%, jadi dalam sehari alat pengering dendeng dapat mengurangi berat 250-80 gram = 170 gram. sehari garm 85 2 gram 170 

Dibandingkan dengan pengeringan dengan cara biasa alat ini mampu menghemat waktu hingga setengah kali dari waktu yang dibutuhkan untuk pengeringan dengan cara biasa.

Pengeringan secara biasa 250 gram dendeng dikeringkan dalam waktu 4 hari. Dengan berat yang dicapai hingga kering 100 gram dengan efisiensi selama 4 hari ₁₀_%

4 %

40 _ _sehari

Disini dapat dilihat bahwa alat ini dapat mengeringkan lebih cepat, lebih bersih dari pengaruh kotoran atau debu karena dendeng yang kering ditempatkan ditempat yang tertutup yang terhindar dari pengaruh yang dapat mengganggu pengeringan dendeng.

Gambar 7 Perbandingan temperatur masuk, Temperatur keluar, dan Temperatur lingkungan terhadap Waktu (Hari

(5)

Jurnal Teknik Mesin Vol. 3, No.2, Des 2006 ISSN 1829-8958

kedua)

ketiga) 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan

Matahari merupakan sumber energi yang bisa kita manfaatkan dalam kehidupan kita sehari-hari. Dari hasil penelitian yang telah kita laksanakan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Apabila sinar matahari redup, kotak pengering tetap panas karena ada isolator, ketika matahari bersinar lagi suhu udara di dalam kota pengering akan naik.

2. Berdasarkan pengujuan terhadap dendeng yang dikeringkan dengan alat pengering dan dengan matahari langsung ketebalan sama serta kadar air yang sama mencapai dua kali lipat lebih cepat keringnya apabila memakai alat pengering.

3. Dengan alat pengering ini dendeng yang dikeringkan akan lebih higienis, aman dari gangguan binatang dan debu.

5.2. Saran

letakkan alat pengering yang dapat sinar matahari langsung dari matahari.

PUSTAKA

1. A. Bejan, G. Tsatsaronis dan M. Moran,

Thermal Design and Optimization, John Wiley

& Sons, New York, 1996.

2. C.P. Arora, Refrigeration and Air Conditioning,

McGraw-Hill, Singapore, 2000.

3. F.P Incropera dan D.P. DeWitt, Introduction

to Heat Transfer, John Wilet & Sons, New York,

1996.