KARAKTERISTIK PENGERING ANYAMAN ATA ( LIGODIUM SCANDENS) BERBAHAN BAKAR SERBUK KAYU
I Nengah Suarnadwipa1), I Wayan Bandem Adnyana. 2),
1,2Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Udayana Bukit Jimbaran, Badung Telp/Fax : 0361 224133
ABSTRAK
Tumbuhan ata atau atta merupakan tumbuhan tropis yang banyak tumbuh di kawasan hutan Indonesia. Tumbuhan atta sering disebut paku kawat yang memiliki bahasa latin ligodium scandens. Pada awalnya batang atta digunakan oleh masyarakat sebagai pengikat atap rumah. Seiring dengan berjalannya waktu, saat ini batang atta diserpih, kemudian dianyam menjadi hasil kerajinan yang indah. Dalam proses produksinya membutuhkan pengeringan untuk menurunkan kandungan air pada material agar bebas dari pertumbuhan jamur dan membutuhkan proses perwarnaan textur untuk memperoleh warna yang indah. Sistem pengeringan tradisional dengan cara menjemur dibawah pancaran matahari tidak memberikan warna textur produk yang berarti, disamping itu pula cuaca yang tidak menentu dapat mengganggu proses pengeringan. Proses pengeringan dengan cara moderen dilakukan dengan menggunakan alat pengering. Dalam penelitian ini alat pengering menggunakan energi biomassa limbah pertanian yaitu serbuk kayu.
Jenis anyaman atta yang dikeringkan adalah anyaman berbentuk bokor. Bokor merupakan sebuah tempat berbentuk bulat yang digunakan sebagai tempat buah atau sesajen. Laju aliran massa fluida pengering dikondisikan 0,0343 kg/s.
Sistem pembakaran biomassa menggunakan aliran udara pembakaran secara paksa yaitu dengan menggunakan blower. Tujuan penelitian ini untuk mendapatkan karakteristik alat pengering anyaman atta yang meliputi distribusi kelembaban pada fluida pengering, efisiensi pengeringan dan textur produk yang dihasilkan. Dari hasil penelitian diperoleh: a) nilai efisiensi maksimum yang tercapai adalah 3,29 %, b) dibandingkan dengan pembakaran proses alami, aliran udara secara paksa pada proses pembakaran dapat meningkatkan efisiensi rata-rata dari 1,39 % menjadi 2,16 %, c) warna textur produk berwarna keemasan kecoklatan dan memberikan warna yang lebih artistik.
Kata kunci: karakteristik, alat pengering, anyaman atta, serbuk kayu
ABSTRACT
Ata or atta plant is a tropical plant that grows in the forests of Indonesia. Atta plant often called wire nails that have a Latin ligodium scandens. At first atta rod is used by the public as a roof binder of the house. For the time being, this time atta stems is flaked, then is woven into a beautiful handicrafts. In its production process, it requires drying to reduce the water content in the material to be free from mold growth and requires a texture coloring process to obtain a beautiful color. Traditional drying system by drying it under the sun beam does not provide the color texture of products, in addition also erratic weather can interfere to the drying process. The modern drying process is conducting using a dryer. In this study, the dryer uses energy from agricultural waste biomass i.e. sawdust. Type of atta webbing that would be dried is bokor. Bokor is a bowl-shaped place that used as a fruit place or offerings. The drying fluid mass flow rate is conditioned for 0.0343 kg/s. Biomass combustion systems using forced combustion air flow by using a blower. The purpose of this study to obtain the characteristics of atta woven drier which includes the distribution of moisture in the fluid dryers, drying efficiency and texture of the product. The results were obtained: a) the value of the maximum efficiency achieved is 3.29%, %, b) compared to natural burning process, forced air flow in the combustion process can improve the efficiency from average of 1.39% to 2.16%, c) product texture color is golden brown and this give a more artstic color.
Keywords: characteristics, dryers, atta woven, sawdust
1. PENDAHULUAN
Bali selain terkenal dengan parawisatanya, juga terkenal dengan aneka kerajinan tangan (handycraft) masyarakatnya. Keanekaragaman kerajinan masyarakat merupakan salah satu faktor penunjang bagi parawisata Bali. Salah satu kerajinan tangan masyarakat Bali yang banyak dijumpai adalah anyaman atta. Tumbuhan atta merupakan tumbuhan tropis yang banyak tumbuh di kawasan hutan Indonesia. Tumbuhan atta sering disebut
sebagai pengikat atap rumah, namun seiring dengan berjalannya waktu, saat ini dianyam menjadi hasil kerajinan yang artistik yang menghasilkan sebuah karya indah berupa tas, tempat perhiasan, tempat sajen/tempat buah (bokor), tempat tissue, tempat makan, alas gelas, gentong, kap lampu dan lain sebagainya. Pangsa pasar anyaman atta selain menembus pasar lokal, saat ini sudah merambah pasar ekspor ke manca negara.
Selama ini para pengrajin mengeringkan produk anyaman atta dengan sistem pengeringan alami yaitu menjemur langsung di bawah sinar matahari. Terkadang anyaman atta yang telah dijual oleh pengrajin sering mendapat komplin dari konsumen, karena setelah produk dikirim dalam selang beberapa waktu produk berjamur, hal ini disebabkan kandungan air yang terkandung dalam material masih tinggi. Dan masalah lain yang dihadapi pengrajin adalah ketika musim hujan, dimana permintaan konsumen tidak bisa terpenuhi karena terbatasnya produksi yang disebabkan terlambatnya proses pengeringan. Dengan menggunakan alat pengering dalam proses pengeringan anyaman atta masalah diatas dapat dieleiminir sekecil mungkin. Teknologi pengeringan membutuhkan pasokan energi dalam prosesnya. Kelangkaan sumber energi fosil menuntut para pengguna energi untuk beralih pada sumber energi biomassa. Di Bali keberadaan biomassa limbah pertanian saat ini masih sangat berlimpah. Limbah pertanian yang dimaksud adalah sekam padi, kulit kacang, serbuk gergaji kayu, serabut kelapa dan yang lainnya. Dari sisi ekonomi, pemanfaatan energi limbah pertanian ini dapat menekan biaya produksi dan lebih ekonomis dibandingkan pemakaian sumber energi lainnya.
Dari hasil penelitian sebelumnya, pada sistem pengering anyaman atta dengan sistem pembakaran alami (tanpa aliran udara secara paksa) yang menggunakan berbagai jenis bahan bakar biomassa limbah pertanian (sekam padi, kulit kacang, serabut kelapa, serbuk kayu), diperoleh textur produk terbaik pada penggunaan bahan bakar serbuk kayu, rata-rata capaian efisiensi pengeringan secara umum masih sangat rendah [Suarnadwipa, 2015].
Menindak lanjuti penelitian sebelumnya, maka dalam penelitian ini bertujuan menganalisis kararakteristik alat pengering anyaman atta menggunakan bahan bakar serbuk kayu dengan jenis pembakaran dengan mengalirkan udara pembakaran secara paksa dengan menggunakan blower.
2. METODE
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian meliputi: timbangan digital, anemometer, camera digital, termokopel, stopwatch, kompor biomassa, blower, alat pengering. Type cerobong alat pengering menggunakan tipe P-trap [Adnyana, 2012]. Material yang dikeringkan adalah anyaman atta jenis bokor.
Bahan bakar yang digunakan adalah serbuk kayu jenis abesia. Type pembakaran mengunakan udara pembakaran secara paksa. Sebagai variabel bebas adalah waktu pengeringan dan laju massa fluida pengering serta laju aliran massa udara. Variabel terikat yang meliputi: distribusi kelembaban pada fluida pengering, distribusi penurunan massa produk, efisiensi pengering, serta textur produk yang dihasilkan, laju pengeringan. Skematik pengujian alat pengering atta ditunjukkan pada gambar 1. Data yang dicatat meliputi pemakaian bahan bakar, temperatur bola kering dan bola basah udara lingkungan, tempertur bola kering dan bola basah keluaran ruang pengering, masa awal produk, masa akhir produk, pencatatan data setiap 15 menit.
Gambar 1. Skematik Pengujian Alat Pengering Atta
Pengolahan data dilakukan dengan melakukan perhitungan menggunakan persamaan sbb:
Laju konsumsi bahan bakar (FCR) yang dibutuhkan untuk pengeringan dihitung dengan persamaan:
FCR=𝑚𝑏𝑏,𝑎𝑤𝑎𝑙− 𝑚𝑏𝑏,𝑠𝑖𝑠𝑎
𝑡𝑝 (1)
mbb: massa bahan bakar, tp adalah waktu pengeringan.
Laju pengeringan (𝑀̇w) merupakan jumlah massa air yang berpindah dari material ke fluida pengering persatuan waktu. Perpindahan massa terjadi akibat perbedaan konsentrasi kadar air antara material dengan fluida yang melewatinya [Incropera, 1996].
Laju pengeringan (LP) dapat ditentukan dengan persamaan:
Lp=𝑚,𝑎𝑤𝑎𝑙− 𝑚,𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟
𝑡𝑝 (2)
mawal adalah massa material ata awal/sebelum proses pengeringan, makhir adalah massa material atta akhir proses pengeringan.
Energi panas berguna (𝐸̇𝑢𝑠𝑒)merupakan jumlah energi kalor yang digunakan untuk menguapkan massa air pada material persatuan waktu, ditentukan dengan persamaan:
𝐸̇𝑢𝑠𝑒= 𝑀̇𝑤 . 𝐿ℎ (3)
Lh : kalor laten air.
Energi input / energi bahan bakar (𝐸̇𝑏𝑏) alat pengering secara matematis dihitung dengan persamaan:
𝐸̇𝑏𝑏 = 𝐹𝐶𝑅 . LHV (4)
LHV: nilai kalor bawah biomassa
Efisiensi pengeringan (𝜂𝑝) merupakan perbandingan antara energi berguna pada proses pengeringan dengan energi input yang diberikan ke alat pengering, dinyatakan dalam persamaan:
𝜂𝑝=𝐸̇𝑢𝑠𝑒
𝐸̇𝑏𝑏 𝑥100% (5)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada gambar 2 menggambarkan grafik karakteristik distribusi kelembaban absolut pada pengeringan atta berbahan bakar serbuk kayu dengan laju massa fluida pengering 0,0343 kg/s dalam periode waktu pengeringan 390 menit. Karakteristiknya meliputi: distribusi kelemban absolut (w) pada fluida pengering pada sisi masuk ruang pengering (in), pada sisi keluar ruang pengering (out) dan kelembaban absolut udara lingkungan selama periode waktu pengeringan. Selisih antara distribusi kelembaban sisi keluar dengan sisi masuk merupakan distribusi penambahan kelembaban ke fluida pengering yang disebakan oleh pelepasan sejumlah uap air dari material (anyaman atta) ke fluida pengering. Sedangkan selisih distribusi kelembaban sisi masuk dengan udara lingkungan merupakan pelepasan uap air pada dari kandungan bahan bakar.
Pada gambar 3 distribusi massa produk (anyaman atta) dan distribusi efisiensi pada alat pengering berbahan bakar serbuk kayu dengan laju massa fluida pengering 0,0343 kg/s dalam periode waktu pengeringan 390 menit. Dengan meningkatnya waktu menujukkan massa produk menurun, hal ini disebabkan sejumlah massa air yang terkandung pada material/produk dilepas ke fluida pengering.
Kemampuan pelepasan kandungan air pada material persatuan waktu didefinisikan sebagai laju pengeringan. Distribusi efisiensi pengeringan pada awalnya meningkat dan pada titik optimum tertentu mulai menurun dengan meningkatnya waktu, hal ini disebabkan jumlah pelepasan air menurun sehingga jumlah energi yang berguna mengecil sedangkan jumlah konsumsi energi relatif tetap. Efisiensi maksimum tercapai pada menit ke 90 dengan efisiensi 3,29 %. Efisiensi yang dihasilkan secara keseluruhan masih sangat rendah, hal ini disebakan oleh beberapa faktor diantaranya: nilai kerapatan material atta yang tinggi, memiliki lapisan kulit yang rapat, forositas yang rendah. Namun dibandingkan dengan pembakaran proses alami, terjadi peningkatan efisiensi rata-rata dari 1,39 % [suarnadwipa, 2015] menjadi 2,16 %.
Gambar 3. Karakteristik Distribusi Massa Produk dan Efisiensi
Gambar 4 menunjukkan hasil textur produk anyaman atta (bokor) yang belum mengalami pengeringan, dan sesudah mengalami proses pengeringan berbahan bakar serbuk kayu pada laju massa fluida pengering 0,0343 kg/s. Material yang belum mengalami proses pengeringan, tektur anyaman berwarna kuning pucat kehijau–hijauan seperti yang terlihat pada gambar, sedangkan yang telah mengalami proses pengeringan berbahan bakar serbuk kayu, terlihat warna textur produk berwarna emas kecoklatan yang memberikan warna yang lebih artistik. Perwarnaan pada produk disebabkan sejumlah volatile serbuk kayu yang dilepas dalam proses pembakaran menempel pada produk sehingga memberikan kesan yang artistik.
(a) (b) Gambar 4. Textur produk a) sebelum dikeringkan, b) sesudah proses pengeringan
Gambar 5. Karakteristik Laju Pengeringan dan FCR dengan variasi Laju Aliran Massa Fluida Pengering
Gambar 5 menggambarkan karakteristik laju pengeringan (LP) dan laju konsumsi bahan bakar (FCR) pada proses pengeringan anyaman atta dalam periode waktu 390 menit, dengan memvariasikan laju aliran fluida pengering (0,0114 kg/s, 0,0228 kg/s dan 0,0343 kg/s). Terlihat bahwa terjadi peningkatan laju pengeringan dengan adanya peningkatan laju aliran massa fluida pengering. Peningkatan laju aliran massa fluida pengering berdampak pada peningkatan kecepatan aliran fluida pengering, sehingga mengakibatkan peningkatan perpindahan panas konveksi ke material, yang selanjutnya meningkatkan perpindahan massa air dari material ke fluida [Incropera, 1996]. Hal yang serupa juga terjadi pada pemakaian bahan bakar. Peningkatan laju massa fluida pengering disebabkan oleh peningkatan variasi jumlah massa udara pembakaran yang diatur ke ruang pembakaran, sehingga terjadi peningkatan konsumsi bahan bakar dan berdampak pada peningkatan perpindahan energi ke material.
4. KESIMPULAN
Nilai efisiensi maksimum yang tercapai adalah 3,29 %. Efisiensi yang dihasilkan secara keseluruhan masih sangat rendah, Dibandingkan dengan pembakaran proses alami, bahwa aliran udara pembakaran pada proses pembakaran dapat meningkatkan efisiensi rata-rata dari 1,39 % menjadi 2,16
%. Warna textur produk berwarna keemasan kecoklatan dan memberikan warna yang lebih artistik.
Peningkatan laju massa udara pembakaran menyebabkan peningkatan laju massa fluida pengering, peningkatan laju pengeringan dan peningkatan konsumsi bahan bakar.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih kepada Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Kementerian Riset, Teknologi dan Perguruan Tinggi yang telah mendanai penelitian ini melalui LPPM Universitas Udayana sesuai dengan Surat Perjanjian Penugasan Pelaksanaan Penelitian.
5. DAFTAR PUSTAKA
Adnyana, I W.B. 2012. Analysis of Productivity an Ergo-Mechanical Approach for Making Banten Elemen. In: Shih, Y.C & Liang, S.F.M (Editor) Ergonomics in Asia: Development, Opportunities, and Challenger. London. Taylor
& Prancis Group., p.236-267.
Incropera, Frank P, David D. Hewitt, (1996), Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Fourth edition, John Willey
& Sons, New York.
Suarnadwipa, I N., Adnyana, I W.B. 2015. Pengujian Karakteristik Pengering Anyaman Ata Dengan Menggunakan Varian Bahan Bakar Biomassa Limbah Pertanian Sebagai Upaya Meningkatkan Produktivitas, Proseding Senastek II, p.1371-137
