DAUN TEMBAKAU RAJANGAU MENC6UNAKAN PENGERIIIG EWER61 GANDA

(1)

" / 2

ANALISIS

PEWGERINGAI

DAUN

TEMBAKAU RAJANGAU

MENC6UNAKAN

PENGERIIIG

EWER61

GANDA

Oleh

SAMSURI TIRTOSASTRO TEP 86516

PROGRAM PASCASARJANA

WSTITUT PERTANIAN 806OR 1 9 9 2

(2)

SUMMARY

SAMSURI TIRTOSASTRO. Drying analysis of shredded tobacco leaves using dual-energy-sources-dryer (Under the ~ u i d a n c e of Dr. Kamaruddin Abdullah, Chairman, and Atjeng M. Sjarief,

PhD, Dr. ~asuyuki Sagara, Prof. Soewarno T. Soekarto, PhD,

~ e d i Fardiaz PhD are respectively members of the graduate committee.

The traditional shredded tobacco 1ea;es drying in

' Indonesia has been the utilization of direct sunshine. When

the intensity of the sunshine is inadequate, such as during cloudy days or due to rainfall disturbances, the drying will result in low quality shredded tobacco with dull colour and inferior aroma and taste. Result of the previous experiment indicated that the same quality with traditional sundrying method could be produced by artificial drying using 35-45O C

-

of hot air temperature with 5 mlsecond air velocity.

Basic data on the drying parameters of s tobacco leaves in Indonesia was very limited. Therefore, before designing a shredded-tobacco-leaves-dryer these parameter should be determined before hand.

The objective of this research was to determine the drying characteristics of shredded tobacco leaves, develop mathematical models for thin layer drying as well as for the dual-energy-sources-dryer using solar and LPG (Liquified Petroleum Gas) for shredded tobacco leav es. Usiqg - --..a these

(3)

model, simulation studies were conducted to obtain the best operating condition of the dryer and determine the break even point of the dual-energy-sources-dryer operation.

The study of drying characteristics of the shredded tobacco leaves using thin layer drying principle by constant temperature and humidity air drying apparatus, was conducted first to determine the basic drying parameters of the dual- energy-sources-dryer. For the purpose of this experiment a control air of the thin layer drying apparatus was used. shredded tobacco leaves sample were obtained from the tobacco plant grown within a green house to secure uniform quality. Two kinds of leaves samples were collected, the bottom leaves and the upper leaves of the Temanggung tobacco variety were conducted at four temperature levels of 35O, 45O, 55O, 65' C

respectively and constant relative humidities between 28 to 75 % . The drying process was continued until the moisture content of the shredded tobacco leaves approached its equilibrium state. Each drying test was terminated whenever there were n o significant different detected in weight of the last three weighing of the leave samples. The weight observation was conducted every 5 to 30 minutes depending up on the change in the moisture content of the shredded tobacco leaves during the drying experiment.

The dual-energy-sources-dryer designed and constructed for this study utilized two sources of energy, namely the solar energy and the LPG fuel, respectively. The dryer

(4)

F 9

construction comprised mainly of four parts : 1): Four bamboo racks placed within the drying chamber, 2). The transparant plastic cover, 3): Air heating system and 4). Fan and chimney to discipate the water vapor generated during the drying process.

Mathematical model of the thin layer ,drying was constructed based on the asumptions that the shredded tobacco leaves on each rack formed an infinite slab configuration and the drying rate of the leaves fell in to the category of the falling rate period. The simplified Henderson model was used to estimate the change in moisture content of thin shredded tobacco layers during the drying period.

Mathematical model for the drying process within the dual-energy-sources-dryer was constructed with the asumptions as follows : 1). Heat transfer from the shredded tobacco leaves to and from the drying air was the same at all racks,

2). Shredded tobacco leaves volume was constant during the drying process, 3). Drying process took place in adiabatic condition and 4). Velocity distribution of the drying air was uniform at all racks.

Result of the thin layer drying tests indicated that the shredded tobacco leaves required 210-880 minutes of continuous drying to reduce 457.10-595.89 % db. for bottom leaves and 6.41-26.34 % db. for upper leaves. Drying constant for bottom leaves were between 0.01431-0.03530/minute and 0.01472-0.03530/minute for upper leaves. The latent heat of

(5)

vaporization were between 2777.10-4099.99 kJ/kg for bottom leaves and between 2659.13-3335.60 kJ/kg for upper leaves, respectively.

With 24 kg load of shredded kobacco leaves, 5 m/s air velocity and 608.50 w/m2 average solar irradiation, the dual- energy-sources-dryer required 4.12 hours of drying time to reduce the shredded tobacco leaves moisture from 641.29 % db. to 10 % db.

The mathematical model developed to study the drying process within the dual-energy-sources-dryer was found adequate after composing the predicted and observed moisture content, drying time and temperature change of the shredded tobacco leaves. The maximum deviation between the predicted and observed moisture content was 48.01 % and 2 0 . 3 5 O ~ for the case of temperature deviation.

Test result of the chemical analysis of shredded tobacco samples inaicated that their sugar content were 0.01- 0.81 % higher and nicotine content 0.21-0.39 % higher, while the amylum content content 0.18 % lower, then the traditional sundried samples. The result of the sensory test (aroma, elasticity,colour) showed that there were no significant difference between the quality of the drying test samples with those from the sundried samples.

Result of the simulation studies indicated that the capacity of the dryer could be increased up to 72 kg and the air velocity decreased to 2 m/s. When the average solar

(6)

irradiation was set at 608.50 w/m2 with no additional heat from LPG, the required drying time was 6.28 hours for similar range of initial and final moisture content. If the dryer was operated at night or during the rainy condition, it needed 3.52 kg LPG to increase the outside air temperature from 2 5 O ~ and 50 % relative humidity to 40°c of the drying temperature. This condition was found adequate to achieve the final moisture content of 10 % db. of shredded tobacco leaves within 5.63 hours.

The dryer with no additional LPG heating facilities would have a break even point of RP. 1 258 250,

-

and become Rp. 1 295 702,- when LPG was used. This value was equivalent to a minimal planting area of Temanggung tobacco of 0.356 Ha.

(7)

RINGKASAN

SAMSURI TIRTOSASTRO. Analisis pengeringan daun tembakau rajangan menggunakan pengering energi ganda. (Di bawah bimbingan KAMARUDDIN ABDULLAH sebagai Ketua, ATJENG :M

SJARIEF, YASUYUKI SAGARA, SOEWARNO T. SOEKARTO dan DEDI FARDIAZ sebagai anggota).

Pengolahan daun tembakau menjadi tembakau rajangan secara tradisional menggunakan energi surya untuk pengeringannya. Jika intensitas sinar surya rendah sehingga tidak mencukupi untuk penjemuran sampai kering sempurna, tembakau rajangan yang dihasilkan akan bermutu rendah,

*

mempunyai aroma dan warna yang tidak sesuai dengan permintaan konsumen. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa daun tembakau rajangan dapat dikeringkan dengan alat pengering pada suhu 35-45OC, kecepatan aliran udara 5 mldetik, tanpa menurunkan mutu dan penerimaan konsumen.

Penelitian dasar yang mengkaji parameter parameter pengeringan daun tembakau rajangan sampai saat ini masih sedikit sekali dilakukan. Padahal hasil penelitian ini sangat diperlukan untuk merancang model alat alat pengering '

yang dapat bekerja efisien dengan mengatur kecepatan aliran udara, suhu dan kelembaban udara pengering, kapasitas pengering serta pemakaian berbagai sumber energi untuk pengeringan.

(8)

Tujuan penelitian ini adalah mempelajari karakteristik pengeringan daun tembakau rajangan, mengembangkan model matematik pengeringan lapisan tipis dan pengering energi ganda untuk mengeringkan daun tembakau rajangan. Dua tujuan terakhir adal'ah mengembangkan analisis simulasi dan analisis titik impas pada pengering energi ganda,

Penelitian karakteristik pengeringan daun tembakau rajangan menggunakan prinsip pengeringan lapisan tipis. Daun tembakau rajangan diasumsikan mempunyai bentuk lempeng tidak berhingga kemudian digunakan model penurunan kadar air dari Henderson untuk menghitung besarnya kadar air keseimbangan, konstanta pengeringan dan faktor geometri. Berdasar model tersebut, percobaan harus dilakukan pada suhu dan kelembaban konstan. Untuk memenuhi tujuan tersebut digunakan alat pengering yang dapat dikontrol suhu dan kelembabanya selama pengeringan berlangsung. Tembakau untuk bahan percobaan adalah tembakau Temanggung varietas Kemloko dan berasal dari daun bawah dan daun atas. Taraf suhu udara pengering adalah 35O, 45O, 55O dan 65O C dan empat taraf kelembaban antara 28

-

75 ' % . Pengeringan lapisan berlangsung sampai diperoleh kadar air keseimbangan dengan kriteria tidak terjadi penurunan berat pada tiga kali penimbangan terakhir. Pengamatan penurunan berat setiap lima sampai 3 0 menit sekali tergantung perubahan kadar air selama percobaan pengeringan.

Pengering energi ganda mempunyai dua sumber energi masing masing energi surya dan energi LPG (Liquified

(9)

~etroleim Gas)

.

Konstruksi pengering energi ganda terdiri atas empat subsistem : 1)

.

Empat buah rak pengering yang diletakkan didalam bangunan pengering, 2). Selubung plastik transparan, 3). Sistem pemanas udara pengering dan 4).

Kipas dan cerobong untuk membuang uap air hasil pengeringan.

Model matematik pengering energi ganda disusun berdasar asumsi asumsi sebagai berikut : 1). Pindah panas dari udara pengering ke dan dari daun tembakau rajangan sama pada semua titik, 2). Daun tembakau rajangan tidak mengalami perubahan volume selama pengeringan, 3).

Pengeringan berlangsung pada kondisi adiabatis dan 4).

Distribusi panas ke seluruh permukaan daun tembakau rajangan pada setiap rak adalah seragam.

Ha,sil percobaan pengeringan lapisan tipis menunjukkan bahwa pengeringan daun tembakau rajangan secara terus menerus memerlukan waktu 210-280 menit untuk mencapai berat konstan. Waktu tersebut diperlukan untuk menurunkan kadar air awal dari 457.10.25-595.89 % bk. menjadi 4.29-27.82 %

bk. untuk daun bawah dan menjadi 6.41-26.34 % bk. untuk daun atas. Konstanta pengeringan 0.01431-0.03530/menit untuk daun bawah dan sebesar 0.01471-0.03530/menit untuk daun atas. Panas laten penguapan 2777.10-4099.99 kJ/kg untuk daun bawah dan 2659.13-33335.6 kJ/kg untuk daun atas.

Pengering energi ganda dengan kapasitas 24 kg daun tembakau rajangan, kecepatan aliran udara 5 m/detik dan intensitas surya rata-rata 608.50 w/m2 memerlukan waktu

(10)

pengeringan 4.12 jam untuk menurunkan kadar air dari

641.29% bk menjadi 10% bk. Sumbangan energi surya sebesar

6.84 % dan kebutuhan LPG 5.56 kg.

Model matematik yang telah disusun dapat digunakan untuk menduga berapa kadar air akhir setelah pengeringan, suhu daun tembakau rajangan dan waktu penger,ingan yang diperlukan untuk mencapai kadar air keseimbangan keseimbangan tersebut. Penyimpangan maksimum hasil perhitungan dan pengamatan untuk kadar air 48.01 % dan untuk suhu daun tembakau rajangan 20.35O C.

Kadar gula tembakau rajangan hasil percobaan menunjukkan perbedaan yang nyata dengan kadar gula tembakau rajangan hasil pengeringan dengan penjemuran. Selisih kadar '

gula pada masing masing rak pengering berkisar antara 0.01

-

0.81% lebih tinggi dibanding cara penjemuran biasa. Kadar nikotin dan kadar pati tidak menunjukkan perbedaan yang nyata dengan cara penjemuran biasa. Berdasar hasil pengu j ian sifat sensori terhadap warna

,

aroma dan elastisitas, kedua cara pengolahan tersebut juga tidak menunjukkan perbedaan yang nyata.

Hasil simulasi pengering energi ganda menunjukkan bahwa kapasitas dapat ditingkatkan menjadi 72 kg dan kecepatan aliran udara diturunkan menjadi 2 mldetik. Pada kondisi seperti ini jika intensitas surya rata-rata 608.50

w/m2 atau lebih, pengering energi ganda tidak memerlukan tambahan energi dari bahan bakar LPG dan diperlukan waktu

(11)

bekerja tanpa bantuan energi surya misalnya karena gangguan cuaca atau harus bekerja malam hari. Jika suhu udara luar rata-rata 25OC dan kelembaban relatip 5 0 % kemudian udara pengering dipanaskan sampai 40°C, diperlukan waktu pengeringan 5 . 6 3 jam dan konsumsi bahan bakar 3 . 5 2 kg LPG.

Pengering energi ganda yang bekerja tanpa fasilitas pemanas udara mempunyai titik impas sebesar Rp 1 2 5 8 2 5 0 , -

dan sebesar Rp 1 2 9 5 7 0 2 , - jika harus bekerja dengan tambahan energi LPG. Angka titik impas tersebut setara dengan areal 0 . 3 5 6 Ha dan 0 . 3 6 0 Ha tanaman tembakau Temanggung, berarti satu individu petani dengan satu pengering energi ganda masih mempunyai peluang mendapatkan keuntungan.

(12)

A N A L I S I S P E N G E R I N G A N DAUN T E M B A K A U R A J A N G A N M E N G G U N A K A N P E N G E R I N G E N E R G I G A N D A O l e h : S a m s u r i T i r t o s a s t r o Disertasi s e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k m e m p e r o l e h gelar D o k t o r pada P r o g r a m P a s c d s a r j a n a , Institut P e r t a n i a n Bogor J u r u s a n K e t e k n i k a n P e r t a n i a n B o g o r , 1992

(13)

J u d u l D i s e r t a s i : A N A L I S I S P E N G E B I N G A N D A U N T E M B A K A U R A J A N G A N M E N G G U N A K A N P E N G E R I N G E N E R G I G A N D A Nomor P o k o k : 8 6 5 1 6 M e n y e t u j u i 1 , K o m i s i P e m b i m b i n g , H , A a m a r u d d i n A b d u l l a h K e t u a P r o f . S o e w a r n o T. S o e k a r t o , Ph D, A n g g o t a A n g g o t a

&-

I r . H .

~dai

F a r d i a z , P h D. A n g g o t a 2 . K e t u a P r o g r a m S t u d i K e t e k n i k a n P e r t a n i a n L u l u s :

--

- / * 4 J u l i 1 9 9 2

(14)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jember, Jawa Timur pada tanggal

14 Agustus 1944, anak dari Kandar bin H. Abdul Karim (almarhum) dan Supilah. Penulis menyelesaikan Sekolah

-

Dasar, Sekolah Menengah Pertama dan Sekolah Menengah Atas di Kediri, Jawa Timur.

Tahun 1964 penulis melanjutkan pendidikan di Fakultas Teknologi Pertanian, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada dan lulus tahun 1974.

Tahun 1974 penulis mulai beker ja pada Lembaga Penelitian Tanaman Industri Cabang Wilayah I1 Malang, sekarang Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat Malang, sebagai staf peneliti di Sub Bagian Teknologi Hasil. Tahun 1978 penulis ditugaskan sebagai pejabat kepala Sub bagian Teknologi Hasil sampai dengan tahun 1980.

Tahun 1980 penulis mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan S2 pada Fakultas Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, bidang Studi Ilmu Pangan dan Gizi dan lulus tahun

1983. Tahun 1984 penulis ditugaskan sebagai ~oordinator Program Penelitian Tembakau, Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat Malang, sampai dengan tahun 1986. Tahun 1986

penulis mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan S3 dan diterima pada Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bidang Studi Keteknikan Pertanian.

(15)

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis menyampaikan terima kasih yang sangat dalam kepada Dr. H. Kamaruddin Abdullah, staf pengajar dan peneliti bidang Energi dan Listrik Pertanian sebagai Ketua Komisi Pembimbing, atas semua bimbingan, saran, dorongan dan perhatian yang terus menerus selama kuliah, .

penyelesaian disertasi maupun kegiatan ilmiah diluar kurikulum.

Penghargaan yang setinggi-tingginya juga disampaikan kepada anggota Komisi Pembimbing : Dr. Ir. Atjeng M. Sjarief, MSAE, staf pengajar dan peneliti dibidang Teknik Pengolahan Hasil Pertanian dan Pangan ; Dr. Yasuyuki Sagara, Dosen University of Tokyo and Jica Expert, Prof. Dr. Soewarno T. Soekarto, Guru Besar dan peneliti dibidang Teknologi Pangan dan Gizi, Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc staf pengajar dan peneliti dibidang Teknologi Pangan dan Gizi, masing masing pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor atas semua saran dan bimbingan dalam penyelesaian disertasi.

Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. H. Moeljarno Djojomartono MSA, Ketua Program Studi Keteknikan Pertanian, Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor atas saran dan petunjuknya untuk kelancaran studi penulis. Ucapan terima kasih dan penghargaan khusus penulis sampaikan kepada ICA-DGHEIIPB Project : JTA-9a(132), IPB,

(16)

Bogor atas bantuan biaya penelitian dan P.T.Gudang Garam, Kediri atas bantuan biaya penelitian dan satu unit komputer personal, tambahan biaya studi dan penyediaan fasilitas serta tenaga selama penulis melakukan penelitian.

Terima kasih yang sebesar-besarnya juga disampaikan kepada :

-

Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian, khususnya Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat Malang atas kesempatan yang diberikan untuk melanjutkan studi penulis.

-

Ibu Ir. Sri Hartiniadi Isdijoso, MS, Kepala Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat Malang, atas bantuan dan petunjuknya selama melanjutkan studi.

-

Bapak Gunanto Tirtohardjo, Wakil Direktur Pengadaan P.T. Gudang Garam di Kediri, atas saran dan petunjuknya selama penulis melakukan penelitian di lingkungan P.T.Gudang Garam, Kediri.

-

Ir. Roshikun, alumni Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, saudara Soeparman Senokarto B.Sc, staf pada P.T.Gudang Garam, Kediri, Ir. Darmono dan Saudara Suhadak Thamrin Poerwoto BBA, masing-masing staf pada Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat Malang, atas partisipasi langsung terhadap pelaksanaan penelitian penulis.

-

Ir. Soesilo Sarwono dan Ir. Kusen Morgan, MS masing masing staf pengajar pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor atas petunjuknya yang berharga

(17)

DAFTAR IS1 H a laman DAFTAR T A B E L

...

xxiii

...

DAFTAR GAMBAR xxv DAFTAR LAMPIRAN

...

XXX

...

DAFTAR SIMBOL _xxxv I

.

PENDAHULUAN

...

A

.

LATAR BELAKANG

...

.

B TUJUAN PENELITIAN

...

C

.

MANFAAT PENELITIAN I 1

.

TINJAUAN PUSTAKA

...

10 A

.

PENGOLAHAN TEMBAKAU

...

10

...

.

B PENGERINGAN 18 B

.

1

.

Pengertian pengeringan

...

18 B

.

2

.

Permodelan pengeringan

...

25

.

...

B 3 Kadar air keseimbangan dan 27

konstanta pengeringan .

C

.

MUTU TEMBAKAU

...

29

D

.

PERUBAHAN KIMIA PENGOLAHAN DAUN TEMBAKAU

.

3 1

...

E

.

KEBUTUHAN ENERGI 32

I11

.

ANALISIS PENGERINGAN DAUN TEMBAKAU RAJANGAN

.

...

A ANALISIS PENGERINGAN LAPISAN T I P I S

(18)

DAFTAR IS1 (Lanjutan)

...

B

.

PENGERING ENERGI GANDA

B

.

1

.

Keseimbangan energi

...

.

B

.

2 Keseimbangan massa

...

B

.

3

.

Model penduga Me dan K

B

.

4

.

Panas yang hilang

...

B

.

5

.

Parameter pengeringan yang lain

..

B

.

6

.

Kebutuhan energi

...

B

.

7

.

Mutu tembakau rajangan

...

C

.

PERHITUNGAN TITIK IMPAS

IV

.

BAHAN DAN METODE

...

61

A

.

BAHAN PERCOBAAN

...

61

B

.

PENGERING LAPISAN TIPIS

...

64

B

.

1

.

Prinsip kerja pengering lapisan

...

6 4 tipis B

.

2

.

Konstruksi

...

66

B

.

3

.

Pelaksanaan percobaan

...

70

B

.

3

.

1

.

Perlakuan pendahuluan

...

70

B

.

3

.

2

.

Pengambilan contoh

...

71

B

.

3

.

3

.

Percobaan dan pengamatan

...

7 3 C

.

...

75

C

.

1

.

Konstruksi

...

76

C

.

2

.

Prisip kerja

...

79

C

.

3

.

Pelaksanaan percobaan

...

82

(19)

DAFTAR IS1 (Lanjutan)

...

V

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A

.

KARAKTERISTIK PENGERINGAN LAPISAN TIPIS

..

A

.

1

.

~ u b u n g a n perubahan kadar air terhadap

waktu pengeringan

A

.

2

.

Hubungan laju pengeringan terhadap

.

waktu pengeringan .

A

.

3

.

Laju pengeringan terhadap kadar air

...

.

B KADAR AIR KESEIMBANGAN

C

.

KONSTANTA PENGERINGAN

...

D

.

PENGUJIAN MODEL PENURUNAN KADAR AIR

...

E

.

PANAS LATEN PENGUAPAN

...

F

.

. .

....

F 1 Karakteristik daun tembakau dan lokasi percobaan

. .

...

F 2 Kebutuhan bahan bakar LPG

F

.

3

.

Perubahan suhu udara ruang pengering

. .

...

F 4 Perubahan suhu daun tembakau ra jangan

F

.

5

.

Perubahan kadar air daun tembakau

...

ra jangan

F

.

6

.

Kebutuhan energi

...

F

.

7

.

Mutu tembakau rajangan

...

G

.

SIMULASI

...

H

.

PERHITUNGAN TITIK IMPAS

...

VI

.

KESIMPULAN DAN SARAN

...

150

(20)

DAFTAR IS1 (Lanjutan) A

.

KESIMPULAN

...

150

...

B

.

SARAN 152 DAFTAR PUSTAKA

...

153

.

LAMPIRAN

...

158

(21)

DAFTAR TABEL

Tabel 1-1. Perkembangan luas tanaman tembakau

...

di Indonesia 1981-1990

Tabel 1-2. Produksi rokok dan kebutuhan tembakau di

Indonesia 1980-1989

-

Tabel 1-3. Pendapatan pemerintah dari cukai rokok

..

1981-1990

Tabel 1-4. Perkembangan luas dan produksi tembakau Temanggung 1981-1990

Tabel 5-1. Konstanta C dan N persamaan Henderson

..

Tabel 5-2. Hasil uji T kadar air keseimbangan

...

hasil percobaan dan perhitungan

Tabel 5-3. Selisih kadar air berdasar hasil

...

pengamatan dan perhitungan pada pengeringan lapisan tipis

Tabel 5-4. Beberapa karakteristik daun tembakau

..

bahan percobaan dengan penqering

energi ganda

Tabel 5-5. Waktu pengeringan dan kebutuhan bahan

....

bakar pada percobaan pengering

energi ganda

Tabel 5-6. Selisih suhu udara ruang pengering ber-

...

dasar hasil perhitungan dan'pengamatan

Tabel 5-7. Selisih suhu tembakau berdasar hasil

...

perhitungan dan pengamatan

Tabel 5-8. Selisih kadar air berdasar hasil

...

perhitungan dan pengamatan

Tabel 5-9. Hasil analisis kadar gula, kadar

...

nikotin dan kadar pati tembakau rajangan Tabel 5-10. Hasil analisis sensori aroma, warna

...

(22)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

J

Tabel 5-11. Hasil beberapa skenario simulasi

...

14 3

pengering energi ganda

Tabel 5-12. Hasil analisis titik impas pengering

..

146

energi ganda dengan sumber energi surya dan energi LPG

(23)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2-1. Bentuk daun tembakau Temanggung

...

Gambar 2-2. Gambar 2-3. Gambar 2-4. Gambar 2-5. Gambar 2-6. Gambar 3-1. Gambar 3-2. Gambar 3-3. Gambar 3-4. Gambar 3-5. Gambar 3-6. Gambar 3-7. Gambar 4-1. Gambar 4-2.

Diagram alir pengolahan tembakau

...

rajangan (Tirtosastro dan Abdul

Rachman, 1984)

Mekanisme pembebasan air pada

...

pengeringan biji-bijian (Nishiyama, 1983)

Hubungan laju pengeringan terhadap

...

kadar air bahan (Geankoplis, 1978)

Penurunan kadar air selama pengeringan

.

daun tembakau rajangan Temanggung

(Tirtosastro, 1988)

Bentuk koordinat lempeng tak berhingga . . ,

Kurva nisbah kadar air terhadap waktu

..

pengeringan biji bijian (Henderson

dan Perry, 1982)

Diagram alir perhitungan perubahan kadar air pada pengeringan lapisan tipis

Diagram alir perhitungan Me, K dan A

...

Skema konstruksi potongan membujur

....

pengering energi ganda

Diagram keseimbangan energi ruang

...

pengering dan daun tembakau

Diagram alir perhitungan perubahan suhu ruang pengering dan suhu tembakau

Skema panas yang hilang pada kolektor

...

datar dengan satu helai penutup tranparan Tanaman pot untuk bahan percobaan

...

pengeringan lapisan tipis

Skema pengambilan contoh daun tembakau

.

untuk bahan percobaan

(24)

DAFTAR GAMBAR (lanjutan)

Gambar 4-3. ~ r i n s i p pengendalian suhu dan kelembaban 65

udara pengering lapisan tipis

Gambar 4-4. ~engering lapisan tipis

...

67

Gambar 4-5. Skema pengering lapisan tipis

...

68

modifikasi dari Thahir 1986

*

Gambar 4-6. Potongan memanjang konstruksi penyangga

..

69

pan pengering lapisan tipis

Gambar 4-7. Skema pengambilan contoh untuk analisis 72

kadar air secara sistimatik

Gambar 4-8. Kantong plastik pembungkus contoh daun 73

tembakau rajangan sebelum disimpan didalam penyimpan dingin

Gambar 4-9. Pengering energi ganda

...

76

Gambar 4-10. Menghamparkan rajangan daun tembakau

..

77

di atas rigen atau widik

Gambar 4-11. Skema pengering energi ganda

...

78

Gambar 4-12. Skema posisi pengamatan suhu pada

...

81

Gambar 4-13. Pemasangan sensor Thermokofel pada

...

a 84

lamina dan gagang daun tembakau rajangan

Gambar 4-14. Skema cara kalibrasi thermokopel CC

...

85 dengan thermometer gelas air raksa

Gambar 5-1. Perubahan kadar air terhadap waktu

...

87

pengeringan daun bawah

...

88

pengeringan daun atas

Gambar 5-3. Kurva laju pengeringan terhadap waktu

..

90

pengeringan. daun bawah

Gambar 5-4. Kurva laju pengeringan terhadap waktu

..

9 1

pengeringan daun atas

(25)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

Gambar 5-5. Kurva laju pengeringan terhadap kadar

..

air pada pengeringan daun bawah

Gambar 5-6. Kurva laju pengeringan terhadap kadar

.

air pada pengeringan daun atas

Gambar 5-7. Kurva kadar air keseimbangan daun

...

bawah

.

Gambar 5-8. Kurva kadar air keseimbangan daun

...

atas

Gambar 5-9. Konstanta pengeringan daun tembakau

..

ra jangan

Gambar 5-10. Kurva nisbah kadar air terhadap

...

waktu pengeringan untuk

daun bawah

Gambar 5-11. Kurva nisbah kadar air terhadap

...

waktu pengeringan untuk

daun atas

...

pengeringan daun bawah pada T=35O C,

RH=70%

...

pengeringan daun bawah pada T=650 C

RH=30%

....

pengeringan daun atas pada T=35O C

RH=7 0%

...

108

pengeringan daun atas pada T=65O C

RH=28%

Gambar 5-16. Panas laten penguapan untuk

...

110

daun bawah

Gambar 5-17. Panas laten penguapan untuk

...

111

daun atas

(26)

DAFTAR GAMBAR Lanjutan)

Gambar 5-18. Intensitas sinar surya selama

...

114

percobaan

Gambar 5-19. Perubahan suhu ruang pengering

...

116

berdasar hasil perhitungan

:...

117

berdasar hasil pengamatan

...

119

untuk ruang satu (Rl)

...

120

untuk ruang lima (R5)

Gambar 5-23. Perubahan suhu daun tembakau

...

122

rajangan berdasar hasil perhitungan

Gambar 5-24. Perubahan suhu lamina dan gagang

...

123

daun tembakau rajangan berdasar hasil pengamatan

Gambar 5-25. Perubahan suhu daun tembakau rajangan 126

di rak satu

Gambar 5-26. Perubahan suhu daun tembakau rajangan 127

di rak empat

Gambar 5-27. Perubahan kadar air daun tembakau

...

128

..

129

rajangan berdasar hasil pengamatan

..

131

rajangan di rak satu

..

132

di rak empat

Gambar 5-31. Sumbangan energi surya terhadap

....

133

kebutuhan energi untuk pengeringan

(27)

D A F T A R G A M B A R (Lanjutan) Gambar 5-32. Gambar 5-33. Gambar 5-34. Gambar 5-35. Gambar 5-36.

Contoh tembakau rajangan yang

...

137

berasal dari daun bawah hasil pengeringan dengan pengering

energi ganda

Contoh tembakau rajangan yang

...

138

berasal dari daun atas hasil pengeringan dengan pengering

-

energi ganda

Kurva penurunan kadar air

...

145

terhadap waktu pengeringan untuk mencapai kadar air 10

persen pada perhitungan simulasi

Titik impas usahatani tembakau

...

147

Temanggung menggunakan pengering energi ganda hanya dengan

energi surya

Titik impas usahatani tembakau

...

148

Temanggung menggunakan pengering energi ganda hanya dengan energi energ i LPG

(28)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 3-1. Program komputer perhitungan

...

158 perubahan kadar air pengering

lapisan tipis

Lampiran 3-2. ~erhitungan K t Me dan A berdasar

...

161 persamaan (3-6) menurut Abdullah

(Harris, 1980)

Lampiran 3-3. Program komputer perhitungan K, Me,

...

166

dan A

-

Lampiran 3-4. Program komputer perhitungan ruang

...

168 ruang pengering dan suhu tembakau

Lampiran 3-5. Format analisis sensori menggunakan

..

179 pembedaan perbandingan jamak (Mul-

tiple comparison difference analysis)

Lampiran 4-1. Skema pengering lapisan tipis

...

180 Thahir, 1986)

Lampiran 4-2. Gambar teknis pengering energi ganda

..

181 Lampiran 4-3. Ukuran dan kapasitas pengering

...

182 Lampiran 5-1. Laju pengeringan lapisan tipis

...

183

berdasar hasil pengamatan.

Daun bawah, kondisi pengeringan :

T = 350ct RH = 70 %

Lampiran 5-2. Laju pengeringan lapisan tipis

...

186 berdasar hasil pengamatan.

Daun bawah, kondisi pengeringan :.

T = 4 5 O ~ , RH = 60 %

...

T = 5 5 O ~ , RH = 45 %

...

(29)

DAFTAR LAMPIRAN (Lanjutan)

...

'193 berdasar hasil pengamatan.

Daun atas, kondisi pengeringan :

T = 3 5 O ~ , RH = 75 %

...

Daun atas, kondisi pengeringan P

T = 45OC, RH = 58 3

...

198

berdasar hasil pengamatan.

T = 55OC, RH = 42 %

Lampiran 5-8. Laju pengeringan lapisn tipis

...

T = 65OC, RH = 28 3

Lampiran 5-9. Kadar air keseimbangan daun tembakau

..

201 rajangan berdasar hasil perhitungan

Lampiran 5-10. Kadar air keseimbangan daun tembakau

.

202 rajangan berdasar hasil pengamatan

Lampiran 5-11. Konstanta pengeringan daun tembakau

..

Lampiran 5-12. Perubahan kadar air daun tembakau... 204 rajangan berdasar hasil perhitungan

pada percobaan pengeringan lapisan tipis untuk daun bawah

Lampiran 5-13. Perubahan kadar air daun tembakau

...

pada percobaan pengeringan lapisan tipis untuk daun atas

Lampiran 5-14. Perubahan nisbah kadar air selama

....

213 pengeringan untuk daun bawah

Lampiran 5-15. Perubahan nisbah kadar air selama

....

214 pengeringan untuk daun atas

(30)

DAFTAR LAMPIRAN (Lanjutan)

Lampiran 5-16. Nilai Hfg (b) /Hfg(a) daun tembakau

..

223

rajangan yang berasal dari daun bawah dihitung berdasar persamaan kadar air keseimbangan Henderson

Lampiran 5-17. Nilai Hfg(b)/Hfg(a) daun tembakau

..

225

rajangan yang berasal dari daun atas dihitung berdasar persamaan kadar air keseimbangan Henderson

Lampiran 5-18. Panas laten penguapan daun tembakau

.

227

rajangan yang berasal dari daun bawah dihitung berdasar persamaan

kadar air keseimbangan dari Henderson

Lampiran 5-19. Panas laten penguapan daun tembakau

.

229

rajangan yang berasal dari daun atas dihitung berdasar persamaan kadar air keseimbangan dari

Henderson

Lampiran 5-20. Perubahan suhu udara pengering

...

231

energi ganda berdasar hasil perhitungan

Lampiran 5-21. Perubahan suhu udara pengering

...

232

energi ganda berdasar hasil pengamatan

Lampiran 5-22. Perubahan suhu daun tembakau

...

233

Lampiran 5-23. Perubahan suhu lamina daun tembakau

.

234

Lampiran 5-24. Perubahan suhu gagang daun tembakau

.

235

Lampiran 5-25. Perubahan kadar air daun tembakau

...

236

berdasar hasil perhitungan

Lampiran 5-26. Perubahan kadar air daun tembakau

...

237

-

(31)

DAFTAR LAMPIRAN (Lanjutan)

Lampiran 5-27. Sumbangan energi surya dan energi

....

2 3 8

LPG terhadap energi untuk pengeringan

Lampiran 5-28. Efisiensi kompor LPG pada

...

2 3 9

Lampiran 5 - 2 9 . Efisiensi pengering energi ganda

...

2 4 0 40

Lampiran 5 - 3 0 . Simulasi No. 1. : Pengaruh perubahan

.

2 4 1

kapasitas pengering dan kecepatan aliran udara pengering terhadap

perubahan suhu udara ruang pengering

Lampiran 5-31. Simulasi No. 1. : Pengaruh perubahan

.

2 4 2

kapasitas pengering dan kecepatan aliran udara pengering terhadap perubahan kadar air daun tembakau

.

2 4 3

kapasitas pengering, kecepatan aliran udara pengering dan peniadaan'energi surya terhadap perubahan suhu udara ruang pengering

.

2 4 4

kapasitas pengering, kecepatan aliran udara pengering dan peniadaan energi surya terhadap penurunan kadar air daun tembakau

.

2 4 5

kapasitas pengering, kecepatan aliran udara pengering dan peniadaan energi LPG terhadap perubahan suhu ruang pengering

.

2 4 6 .

kapasitas pengering, kecepatan aliran udara pengering dan peniadaan energi

LPG terhadap perubahan kadar air daun tembakau

Lampiran 5-36. Simulasi No. 4 . : Pengaruh perubahan

.

2 4 7

kapasiths pengering, kecepatan aliran udara pengering, dan peniadaan energi surya, terhadap perubahan suhu ruang penger ing

(32)

DAFTAR LAMPIRAN (Lanjutan)

Lampiran 5-37. Simulasi No. 4. : Pengaruh perubahan

- .

248

kapasitas pengering, kecepatan aliran udara pengering, dan peniadaan energi surya, terhadap perubahan kadar air daun tembakau

Lampiran 5-38. Data untuk menghitung titik impas

....

249

usahatani tembakau rajangan

-

(33)

DAFTAR SIMBOL

DALAM FORMULA MATEMATIK

A = Luas, m2

a = Setengah tebal benda lempeng, m

C, Cl, C2 = Konstanta, (-)

.

Cp

-

Panas Spesifik, kJ/kg OC

D = Koefisien difusifitas air, m /jam

D / L ~

-

Koefisien difusi massa untuk lamina daun,m /jam

D / R ~

-

Koefisien difusi massa untuk gagang daun, m /jam

E = Efisiensi ( 0 )

f v l = ~ o e f i s i e n p i n d a h p a n a s k o n v e k s i s e l u b u n g t r a n s p a r a n ,

w/m2 K

fv2 = Koef isien pindah panas. konveksi kolektor, w/m2 K

fR1 - K o e f i s i e n p i n d a h p a n a s r a d i a s i selubungtransparart,

w/m2 K

fR1 = Koefisien pindah panas radiasi kolektor, w/m2 K

Gr = Bilangan Grashoff, ( 0 )

h = Koefisien pindah panas karena konveksi, W/m OC jam

Hi = Panas laten, kJ/kg

Jo(BnR) = Fungsi Bessel ordo no1 jenis pertama

K

= Konstanta pengeringan, (menit)'l

k

= Koef. pindah panas karena konduksi, W/m OC

L = Setengah tebal lamina daun tembakau,

m

M = Kadar air pada waktu 8 ,

( t

bk)

M

-

Konstanta, persamaan 3-49, (0) m = massa, kg MR = M-Me/Mo-Me Nu = ~ilangan Nusselt, (-) n = konstanta, (-) n = 1, 2, 3,

...,

persamaan (2-5), (0) P

-

tekanan total,

(34)

Pa Pr = Bilangan Prandtl, ( - )

Q = Energi, kJ

Q = Jumlah air pada persamaan (3-I), kg

R = Jari jari gagang daun tembakau, m

Ra = Bilangan Raleygh, ( - )

Ro = Tetapan gas, 8.314 J/mol K

S = Konduktan permukaan, m/jam

T = S U ~ U , K

t = Suhu, OC

U = Koef isien transmisi panas, w/m2

V = Kecepatan aliran udara, m /det

x

= Jarak dari tengah massa ke permukaan, persamaan

(3-11, m

y = Jarak dari sumbu aksial benda lempeng tak berhingga, m

z = Jarak aksial, m

Dalam Formula BASIC

A = LUBS, m2

ABSO = Absorbtivitas terhadap sinar surya,

(-1

AG = Luas hamparan tembakau, m

AL1 = Luas lantai dibawah selubung plastik, diluar dasar

rak pengering energi ganda,

m

AL2 = Luas lantai dibawah rak pengering eenergi ganda, m

AP = Luas selubung plastik, m

BAG = Berat air tembakau, kg

BG = Berat tembakau, kg

BK = Berat kotor, kg

CPG = Panas jenis tembakau, kJ/kg OC

CPU = Panas jenis udara, kJ/ kg OC

CPU1, CPU2

...

= Panas jenis udara di R1, R2 dan seterusnya

kJ/kg OC

(35)

DINTEN = Selisih intensitas surya waktu 8 dan 8+1

GO = Aliran supervisial udara pengering, kg/m2 det

H = Kelembaban mutlak, kg air/kg udara kering

HFG = Panas laten penguapan, kJ/kg

HFG1, HFG2,

...

= Panas laten penguapan tembakau di rak 1,

rak 2 dan seterusnya, kJ/kg

HLOK = Koefisien pindah panas lokal, kw/m2 OC

HLOK1, HLOK2

...

= Koefisien pindah panas lokal d i R1, R 2

-

dan seterusnya, kw/m2 OC

INTEN = Intensitas sinar surya sesaat, w/m2

J H = Faktor Chilton-Cholburn, ( - )

KABB = Kadar air, %bb

KABK = Kadar air, %bk

KONDC = Koefisien konduktivitas curah, W/m OC

KT = Koefisien pindah panas konduksi didalam tanah, ~ / m OC

MG = Massa tembakau, kg

MG1, MG2

...

= Massa tembakau di rak 1, rak 2 dan

seterusnya, kg

MU = Massa udara masuk pengering, kg/jam

MU1, MU2,

...

= Massa udara masuk R1, R2 dan seterusnya,

ks/jam

M = Konstanta pada persamaan (3-49), ( - )

N = Konstanta pada persamaan (3-49), (-)

N = Konstanta persamaan Henderson, ( - )

PAN = Berat pan pengering lapisan tipis, kg

P R = Bilangan Prandtl, ( - )

PSI = Konstanta pada persamaan (3-49), ( - )

PV = tekanan parsial uap air, Pa

RE = Bilangan Reynold, ( - )

ROU = Massa spesifik udara kering, kg/m

TA = Suhu udara luar, OC

TG = Suhu tembakau, OC

TG1, TG2,

...

= Suhu tembakau di rak 1, rak 2 dan

seterusnya, OC

(36)

TI = Suhu udara masuk ruang pengering (Rl), OC

TR = Suhu ruang, OC

TRl, TR2,

...

= Suhu ruang 1, ruang 2 dan seterusnya, OC

TRANS = Transmisi panas surya, (-)

TT = Suhu tanah, OC

UAG = Air yang diuapkan, kg/jam

VIS = Viskositas udara pengering, kg/det m

W = Volume udara, m3

..

W = Berat bahan, kg

Huruf ROMAWI

a = Absorbtivitas, ( - )

= Kemiringan kolektor, (derajat dari garis vertikal)

BnR = Akar positip dari Jo(BnR) = 0

c = Emisivitas, ( 0 )

co = Koefisien emisivitas efektip, ( 0 )

r

.=' ~ e r a t spesif ik udara, kg/m3

p = Kerapatan udara, kg/m

S = Jarak antara lempeng penyerap dan penutup transparan,

t = Transmisivitas, ( - )

v

= Kekentalan kinematis udara, m2/jam

8 = Waktu, jam

Subskr i p

a = Udara luar

b = Kearah bawah

e = Dalam keadaan seimbang

g = rajangan daun tembakau

gl, g2

...

= tembakau di rak 1, rak 2 dan seterusnya

(37)

i = Masuk

L = Bagian lamina daun

lok = lokal

M = Bagian gagang daun

o = Kondisi awal, persamaan 2 - 8 , 3-4 dan sebagainya '

o = Efektip, persamaan 3-42

o = luar, .persamaan 3-13

p = Plastik

r = ruang

rl, r2

...

= ruang 1, 2 dan seterusnya

s = permukaan

s = tanah, persamaan 3-13 dan 3-17

t = kearah atas

v

= uap air

w

= Dinding

W = Seluruh bagian daun