commit to user
EKSPERIMEN INDIRECT PASSIVE SOLAR DRYER UNTUK
MENGKAJI PEMENUHAN STANDAR KUALITAS SIMPLISIA
BAHAN BAKU HERBAL
Skripsi
Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Fatma Fitriana Sakinah
I 0310017
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user i
EKSPERIMEN INDIRECT PASSIVE SOLAR DRYER UNTUK
MENGKAJI PEMENUHAN STANDAR KUALITAS SIMPLISIA
BAHAN BAKU HERBAL
Skripsi
Fatma Fitriana Sakinah
I 0310017
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user vi
ABSTRAK
Fatma Fitriana Sakinah, NIM : I0310017. EKSPERIMEN INDIRECT PASSIVE SOLAR DRYER UNTUK MENGKAJI PEMENUHAN STANDAR KUALITAS SIMPLISIA BAHAN BAKU HERBAL. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2015.
Simplisia adalah bahan alam yang telah dikeringkan dengan temperatur pengeringan tidak lebih dari 60°C, yang digunakan untuk pengobatan dan belum mengalami pengolahan apapun. Pengeringan simplisia secara langsung memiliki banyak kendala seperti, warna simplisia yang pucat, rawan kontaminasi dan lain-lain. Untuk menghindari hal tersebut, dapat digunakan alat pengering berjenis
indirect pasive solar dryer untuk mengeringkan simplisia. Namun alat pengering ini belum dilakuan pengujian dengan bahan simplisia secara langsung, sehingga belum diketahui kinerja dari alat tersebut. Selain itu alat ini mempunyai kelemahan, yaitu kurangnya kontrol drying flow karena aliran udara yang masuk pada alat ini bersifat pasif. Untuk mengatasi hal tersebut dapat menggunakan variabel penutupan lubang inlet dan exhaust untuk mengontrol parameter-parameter drying flow. Dari mekanisme tersebut dapat ditentukan setting perlakuan penutupan lubang untuk melakukan pengeringan simplisia secara optimum. Dalam melakukan penentuan setting alat agar menghasilkan kecepatan pengeringan yang optimum, digunakan pendekatan eksperimen.
Penentuan teknik split split plot dalam design experiment dilakukan untuk pengujian alat pengering berjenis indirect passive solar dryer, dimana terdapat tiga faktor yang diuji, yaitu penutupan lubang inlet sebagai plot, penutupan lubang
exhaust sebagai split, dan posisi rak dalam chamber sebagai split. Pengujian alat indirect passive solar dryer ini menggunakan kunyit sebanyak 2 kg sebagai bahan
ujinya. Respon yang diukur yaitu penurunan kadar air kunyit dalam satu hari pengeringan selama 8 jam. Treatment pengujian sebanyak 16 kali yang dilakukan selama 16 hari. Pengambilan data sebanyak 3 replikasi untuk setiap rak. Pengolahan data menggunakan uji ANOVA dan uji SNK sebagai uji pembanding ganda. Selanjutnya dilakukan pengujian karakteristik pengeringan simplisia kunyit menggunakan alat indirect passive solar dryer.
Hasil eksperimen diperoleh bahwa mekanisme pengaturan aliran udara melalui lubang inlet dan exhaust mampu memberikan variasi kecepatan pengeringan dalam penurunan kadar air simplisia. Setting optimum penutupan ¾ bagian lubang inlet dan lubang exhaust tidak ditutup, dalam kondisi cuaca cerah. Kapasitas maksimum alat dapat mengeringkan 6 kg kunyit selama 4 hari.
Kata kunci: simplisia, solar dryer, eksperimen, kunyit, split split plot. xiii + 72 halaman; 22 gambar; 12 tabel; daftar pustaka: 24(1993-2014)
commit to user vii ABSTRACT
Fatma Fitriana Sakinah, NIM : I0310017. EXPERIMENT INDIRECT PASSIVE SOLAR DRYER TO REVIEWING FULFILLING QUALITY STANDARDS SIMPLISIA HERBAL RAW MATERIAL. Thesis. Surakarta : Industrial Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University, January 2015.
Simplisia is a natural material dried by drying method using temperature ot more than 60 ° C, which is used for treatment and has not yet the other any process. Sun drying has many constraints such as, pale, prone to contamination from dust and others. For preventing those things, can used indirect passive solar dryer for drying simplisia. However, this solar dryer has not been tested with the real simplisia, so that performance as well as technical problem unknown yet. In addition, this solar dryer has a weakness in lacking of drying flow parameter control. This problem can be solved to use a variable inlet and exhaust. From the implementation from that mechanism it would enable for optimum setting to be achieved. For that purpose, we used experimental approach.
The experiment using split split plot, where there are three factors tested, inlet choke as a plot, exhaust choke and tray position as a split. This indirect passive solar dryer testing tool uses turmeric as much as 2 kg as material test. Measured response is a reduction of turmeric water content after through drying process for 8 hours in one day. Treatment testing carried 16 times for 16 days. Data retrieval by 3 replication for each tray. Processing data using ANOVA and SNK test as a double comparison test. Further, characteristics testing drying simplisia turmeric use a tool indirect passive solar dryers.
The experimental results showed that the mechanism of regulation of air flow through the inlet and exhaust holes are able providing variety the speed of drying within decrease in water levels simplisia. Setting the optimum choking ¾ of the hole inlet and exhaust holes not closed within good weather conditions. The maximum capacity of the tool can dry turmeric 6 kg for 4 days.
Key words: simplisia, solar dryer, experiment, turmeric, split split plot. xvii + 72 pages, 22 figures, 12 tables, bibliography: 24 (1993-2014)
commit to user viii ABSTRACT
EXPERIMENT PASSIVE SOLAR DRYER INDIRECT FOR REVIEWING FULFILLING QUALITY STANDARDS SIMPLISIA HERBAL RAW MATERIAL
Simplisia is a natural material that has been dried with drying temperature of not more than 60 ° C, which is used for treatment and have not experienced any processing. The drying directly have many constraints such as, color bulbs pale, prone to contamination and others. To avoid this, Susilo (2014) makes a dryer, type of indirect passive solar dryers. However, these dryers has not been tested with bulbs material directly, thus, is not known performance of these tools. In addition, this tool has a weakness, that the lack of control drying flow because the incoming air stream to the device is passive. According to Sharma et al (1995) use a variable choking inlet and exhaust holes can control the flow of drying parameters. Of these mechanisms can be selected treatment settings choking hole to do the drying optimum. In making the determination setting tool in order to produce optimum drying speed, used experimental approach.
Determination technique of "split-split plot" in the design of experiments carried out to test the dryer manifold indirect passive solar dryers, where there are three factors that were tested, namely the choking of the inlet hole, as the plot, the choking exhaust hole, as the split, and position a rack in the chamber as split. Testing tool indirect passive solar dryers using turmeric as much as 2 kg as the test material. Responses were measured, namely a decrease in the water content of turmeric in one day drying for 8 hours. Treatment testing. carried 16 times for 16 days. Data retrieval by 3 replication for each rack. Processing data using ANOVA and SNK test as a double comparison test.
The experimental results showed that the mechanism of regulation of air flow through the inlet and exhaust holes are able providing variety the speed of drying within decrease in water levels simplisia. Setting the optimum choking ¾ of the hole inlet and exhaust holes not closed within good weather conditions. The maximum capacity of the tool can dry turmeric 6 kg for 4 days.
commit to user v
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat meyelesaikan laporan Skripsi ini dengan baik. Shalawat dan salam tak lupa penulis haturkan kepada Nabi Muhammad SAW. Laporan ini disusun untuk memenuhi syarat guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik.
Dalam penulisan laporan skripsi ini penulis telah banyak mendapat bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Allah subhanahu wa ta’ala, yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak, Ibu dan adikku Cahyo tercinta yang senantiasa memberikan doa, perhatian, kasih sayang, dukungan, dan dan motivasi kepada penulis.
3. Bapak Dr. Cucuk Nur Rosyidi, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta dan selaku dosen pembimbing akademik terimakasih atas nasihat, waktu, dan bimbingannya yang telah diberikan kepada penulis selama perkuliahan.
4. Ibu Fakhrina Fakhma, ST. MT selaku pembimbing I dan Bapak Ilham Priadythama, ST, MT selaku pembimbing II, terimakasih atas bimbingan, ilmu, waktu, kesabaran, dukungan, dan arahan yang telah diberikan kepada penulis, hingga terselesaikan skripsi ini.
5. Bapak Taufiq Rochman, STP, MT dan Ibu Retno Wulan Damayanti, ST, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran untuk penulis demi perbaikan skripsi ini.
6. Seluruh dosen Teknik Industri UNS yang telah memberikan ilmu kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di Teknik Industri UNS.
7. Karyawan Teknik Industri UNS terima kasih atas segala dukungan dan bantuan yang diberikan selama kuliah hingga sidang Tugas Akhir.
8. Teman – teman LSK 2010 Justi dan Aga terimakasih atas dukungan, bantuan, kebersamaan dan kerja sama selama mengembangkan laboratorium.
commit to user vi
9. Ifen, Yuni, dan Novia yang telah menjadi teman bertukar pikiran dan terimakasih atas doa, dukungan, bantuan, dan nasihat dari awal kuliah sampai sidang Tugas Akhir.
10. Keluarga besar Teknik Industri 2010, terimakasih atas waktu, kebersamaan, keceriaan, kerja sama selama menyelesaikan tugas, dan dukungan kalian. 11. Keluarga LSK, terimakasih atas dukungan dan kerjasamanya selama penulis
melaksanakan penelitian.
12. Keluarga di Wirun yang telah memberi kasih sayang, bantuan dan doa selama menjalani kuliah.
13. Kakak-kakak V-Bilah, Mbak Tiwi, Mas Trim, Mas Yudha, Mas Ahimza, Mbak Ayu, Mas Bison, dan Mas Aziz, terimakasih atas semua ilmu, nasihat, dan kegembiraan yang telah kalian berikan.
14. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala bantuan, doa, semangat, dan dukungan yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis membuka diri atas segala kritik, masukan dan saran yang membangun. Semoga laporan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis dan pembaca sekalian. Amiin.
Surakarta, 1 Februari 2015
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH ... iii
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ... iv
KATA PENGANTAR ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ... I-1 1.2 Perumusan Masalah ... I-3 1.3 Tujuan ... I-4 1.4 Manfaat Penelitian ... I-4 1.5 Batasan Masalah ... I-4 1.6 Asumsi ... I-4 1.7 Sistematika Penulisan ... I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Simplisia ... II-1 2.2 Kunyit ... II-3 2.3 Pengeringan ... II-5 2.3.1 Kadar Air Keseimbangan ... II-6 2.3.2 Proses Pengeringan ... II-6 2.3.3 Metode Pengeringan ... II-8 2.3.4 IndirectPassive Solar Dryer ... II-9
2.4 Perancangan Eksperimen ... II-12 2.4.1 Jenis-Jenis Metode Perancangan Eksperimen ... II-14 2.4.2 Post-Hoct Test (Uji Lanjut) ... II-23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Studi Pustaka dan Studi Lapangan ... III-2 3.2 Identifikasi Permasalahan ... III-3 3.3 Penentuan Tujuan dan Manfaat ... III-3
commit to user
x
3.5 Penentuan Teknik dan Desain Eksperimen ... III-4 3.5.1 Menentukan Problem Statement ... III-4 3.5.2 Menentukan Variabel Respon ... III-4 3.5.3 Penentuan Faktor yang Berpengaruh ... III-4 3.5.4 Penentuan Setting Level Faktor ... III-5 3.5.5 Menentukan Perulangan ... III-6 3.5.6 Urutan Eksperimen ... III-7 3.5.7 Model Matematik dari Eksperimen ... III-8 3.5.8 Penentuan Hipotesis ... III-9 3.6 Pelaksanaan Eksperimen dan Pengumpulan Data ... III-10 3.7 Pengolahan Data ... III-13 3.8 Pelaksanaan Eksperimen Untuk Mengetahui
Karakteristik Pengeringan Kunyit ... III-13 3.9 Analisis dan Interpretasi Hasil ... III-14 3.10 Kesimpulan dan Saran ... III-14 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Pelaksanaan Eksperimen dan Pengumpulan Data ... IV-1 4.2.1 Kadar Air ... IV-3 4.2.2 Kondisi Pengeringan ... IV-3 4.2.3 Penurunan Kadar Air ... IV-3 4.2 Pengolahan Data ... IV-9 4.2.1 Uji ANOVA (Analysis of Variance) Kadar Air ... IV-11 4.2.2 Uji SNK Faktor Exhaust ... IV-12 4.2.3 Uji SNK Faktor Posisi rak ... IV-12 4.2.4 Uji SNK Interaksi Faktor Inlet dan Exhaust ... IV-13 4.3 Karakteristik Pengeringan Simplisia Kunyit ... IV-14 BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL
5.1 Hasil Eksperimen dan Kinerja Alat... V-1 5.2 Perbandingan Hasil Pengeringan Dengan Sun Drying ... V-9 5.3 Pelaksanaan Eksperimen dan Permasalahan Teknis ... V-10 5.4 Penyusunan Prosedur Operasional Alat ... V-11
commit to user
xi
6.1 Kesimpulan ... VI-1 6.2 Saran ... VI-1
commit to user xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Skema umum data sampel eksperimen split split plot ... II-20 Tabel 2.2 ANOVA eksperimen split split plot ... II-21 Tabel 3.1 Faktor dan level eksperimen ... III-6 Tabel 3.2 Treatment eksperimen ... III-7 Tabel 4.1 Kadar air simplisia kunyit ... IV-4 Tabel 4.2 Kondisi setiap treatment... IV-7 Tabel 4.3 Penurunan kadar air ... IV-10 Tabel 4.4 ANOVA kadar air ... IV-11 Tabel 4.5 Uji SNK exhaust... IV-12 Tabel 4.6 Uji SNK posisi rak ... IV-13 Tabel 4.7 Uji SNK interaksi inlet dan exhaust ... IV-14 Tabel 4.8 Data karakteristik penurunan kadar air ... IV-15
commit to user xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Alat Pengering ... I-2 Gambar 2.1 Kunyit ... II-4 Gambar 2.2 Klasifikasi solar dryer ... II-9 Gambar 2.3 Indirect passive solar dryer ... II-10
Gambar 2.4 Indirect passive solar dryer tampak samping ... II-10
Gambar 2.5 Indirect passive solar dryer tampak depan ... II-11
Gambar 3.1 Flowchart Metodologi Penelitian ... III-1
Gambar 3.2 Posisi rak ... III-6 Gambar 3.3 Termometer ... III-11 Gambar 3.4 Anemometer ... III-11 Gambar 3.5 Higrometer ... III-11 Gambar 3.6 Alat pengukur kadar air ... III-12 Gambar 3.7 Penutup inlet dan exhaust ... III-13 Gambar 4.1 a. Lubang inlet; b. Lubang exhaust ... IV-1 Gambar 4.2 Grafik pengurangan kadar air ... IV-15 Gambar 4.3 Grafik rata-rata penurunan kadar air kunyit ... IV-16 Gambar 5.1 Grafik kecepatan angin yang masuk lubang inlet ... V-2 Gambar 5.2 Suhu dalam chamber dengan treatment (a) inlet 0 exhaust 0,
(b) inlet 0 exhaust ¼, (c) inlet 0 exhaust ½, (d) inlet 0
exhaust ¾, (e) inlet ¼ exhaust 0, (f) inlet ¼ exhaust ¼, (g) inlet ¼ exhaust ½, (h) inlet ¼ exhaust ¾, (i) inlet ½ exhaust 0, (j) inlet ½ exhaust ¼, (k) inlet ½ exhaust ½, (l) inlet ½ exhaust ¾, (m) inlet ¾ exhaust 0, (n) inlet ¾ exhaust 0, (o) inlet ¾ exhaust ½, (p) inlet ¾ exhaust ¾. ... V-2
Gambar 5.3 Suhu chamber dengan kapasitas penuh ... V-7 Gambar 5.4 Penyebaran panas rak 1 ... V-8 Gambar 5.4 Hasil Pengeringan sun drying (kiri) dan indirect passive
solar dryer (kanan) ... V-9
