ANALISA PENGUJIAN PERFORMANSI MESIN
PENGERING GABAH DENGAN PENGADUK
BEROTARI KAPASITAS 11 KG
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
TRISWANTO GINTING
NIM. 120421001
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan
karuniaNya serta nikmat kesehatan yang diberikanNya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan sebaik-baiknya dan dalam waktu yang
sesingkat-singkatnya.
Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan
mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan agar memperoleh gelar sarjana di
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun
Tugas Sarjana yang dipilih dengan judul “ANALISA PENGUJIAN MESIN
PENGERING GABAH DENGAN PENGADUK BEROTARI KAPASITAS 11 KG”
Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat
dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini dengan ketulusan hati
penulis ingin menghaturkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga tercinta (Ayah) Rorogo Ginting, dan (Ibu) Rita
br Surbakti yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, motivasi
dan nasihat yang tak ternilai harganya. Serta kepada kakak saya yaitu
Desmawati br Ginting, Amd, Herlinda br Ginting yang telah banyak memberi
saya semangat.
2. Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus, ST. MT, selaku Dosen Pembimbing yang
telah banyak meluangkan waktunya membimbing, memotivasi, dan membantu
penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
3. Bapak Suprianto, ST. MT, yang juga banyak membantu dalam memberikan
fasilitas alat penelitian dalam perancangan ini.
4. Bapak Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME (Dekan Fakultas Teknik USU),
beserta segenap staf dan jajarannya.
5. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik
6. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Sekretaris Departemen TeknikMesi
n, Universitas Sumatera Utara.
7. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas
Teknik USU.
8. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada
kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2012 yang tidak dapat disebutkan satu
per satu yang telah banyak membantu dan memberi masukan yang berguna
demi kelengkapan Tugas Sarjana ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam penulisan
maupun penyajian Tugas Sarjana ini. Untuk itu penulis sangat mengharapkan
saran-saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Tugas
Sarjana ini dikemudian hari.
Akhir kata, dengan segala kerendahan hati penulis memanjatkan doa
kepada Tuhan Yang Maha Esa semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat untuk kita
semua.
Medan, Pebruari 2015
Penulis
ABSTRAK
Saat musim panen gabah yang jatuh pada waktu musim hujan dimana sinar
matahari tidak setiap hari ada untuk menjemur gabah, petani sering mengalami
kerugian. Gabah yang basah pada saat dipanen akan bertahan kurang lebih 2 hari,
setelah itu akan rusak. Untuk mengatasi hal tersebut, dirancang mesin pengering
gabah sederhana yang menggunakan bahan yang sederhana dan ada disekitar kita.
Mesin ini sangat berguna pada waktu panen raya gabah yang bertepatan dengan
musin hujan. Mesin ini menggunakan reaktor pembakaran sebagai sumber
penghasil udara panas untuk mengeringkan gabah. Bentuk ruang/tempat gabah
adalah drum, memiliki lubang saluran masukan udara panas dari reaktor
pembakaran. pengujian pengeringan gabah yang dilakukan sebanyak 11 kg. Cara
kerja mesin yaitu gabah 11 kg disimpan dalam wadah, bahan bakar dimasukkan
kedalam Reaktor pembakaran berupa arang kayu dan cangkang kemiri lalu
dibakar hingga menjadi bara api, lalu udaradialirkan ke wadah pengering. Selama
9 jam pengeringan, gabah dengan berat 11 kg mengalami penyusutan berat
menjadi 9,3 kg. Setelah selesai pengeringan gabah dilakukan maka diketahui
efisiensi mesin pengering gabah dengan tambahan alat pengaduk berotari ialah
84,54%.
ABSTRACT
When the grain harvest season falls during the rainy season where sunlight is not
every day there for drying grain, farmers often suffered losses. Wet grain at the
time of harvest will last approximately two days, after which it will be damaged.
To overcome this, a simple grain dryers designed machine that uses simple
ingredients and is around kita.Mesin is very useful at the time of the grain harvest
season coincides with this hujan.Mesin using combustion reactor as a source of
hot air for drying gabah.Bentuk room / where grain is the drum, has holes input
channel hot air from the combustion reactor. Tests conducted grain drying as
much as 11 kg. The workings of the machine is 11 kg of grain stored in a
container, fuel was added to the combustion reactor in the form of charcoal and
pecan shells and burned to embers, then air is passed kewadah dryers. Over 9
hours of drying, grain weighing 11 kg weight shrank to 9.3 kg. After completion of
grain drying is done then known engine efficiency grain dryers with additional
DAFTAR ISI
HALAMAN
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR SIMBOL ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1Latar Belakang ... 1
1.2Rumusan Masalah ... 3
1.3Tujuan Penelitian ... 4
1.4Manfaat Penelitian ... 4
1.5Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Kajian Pustaka ... 6
2.2 Proses pengeringan padi ... 8
2.3 Tipe mesin pengering buatan ... 11
a. Tipe batch dryer ... 11
b. Tipe deep bed ... 12
c. Sistem thin layer ... 13
e. Sistem tunnel dryer ... 15
f. Sistem drum dryer ... 17
2.4 Kadar air ... 18
2.5 Rendemen dan mutu giling beras ... 20
2.6 Cara kerja mesin pengering gabah ... 21
2.7 Peranan udara dalam proses pengeringan ... 24
2.8 Perpindahan panas ... 25
a. Perpindahan panas secara konduksi ... 25
b. Perpindahan panas secara konveksi ... 26
c. Perpindahan panas secara radiasi ... 27
2.9Sabuk dan puli ... 28
a. Transmisi sabuk- V ... 30
b. Puli ... 37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 42
3.1 Tempat dan waktu pengujian ... 42
3.2Bagian – bagian mesin pengering gabah ... 45
a. Ruang bakar ... 45
b. Pipa saluran udara panas ke drum pengering gabah ... 46
c. Pengaduk gabah ... 47
d. Drum pengering ... 48
e. Rangka/dudukan drum pengering gabah ... 48
f. Tuas pemutar untuk pengaduk gabah ... 49
g. Tabung pengatur temperatur ... 49
h. Tutup saluran masuk dan saluran pembuangan gabah ... 50
5) Plat aluminium ... 52
3.4Diagram penelitian ... 59
3.5Tahap pengujian mesin pengering gabah ... 60
BAB IV ANALISA DATA ... 62
4.1 Data hasil Pengujian ... 62
4.2 Menghitung laju pindahan panas ... 66
a. Pada alat pembakaran ... 66
b. Menghitung laju pindahan panas pada pipa ... 69
c. Pipa dari tabung temperatur ke drum pengering ... 72
4.3 Laju pengeringan ... 74
4.4 Grafik penyusutan berat gabah ... 75
a. Sebelum dimodifikasi ... 75
b. Setelah dimodifikasi ... 79
4.5 Grafik waktu pengeringan ... 81
4.6 Panas yang digunakan untuk menaikan suhu produk ... 82
4.7 Panas yang digunakan untuk menguapkan suhu produk ... 82
4.8 Besarnya energi untuk menguapkan suhu produk ... 83
4.9 Efisiensi Pengeringan ... 83
4.12 Harga jual mesin pengering gabah ... 86
4.13 Analisa titik impas ... 86
a. Biaya tetap (B.T) ... 86
b. Harga jual (H.J) ... 86
c. Biaya variable (B.V) ... 86
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 89
5.1 Kesimpulan ... 89
5.2 Saran ... 90
DAFTAR PUSTAKA ... 91
LAMPIRAN
Gambar 2.1 Padi... 6
Gambar 2.9. Prinsip kerja mesin pengering gabah ... 21
Gambar 2.10Perpindahan panas secara konduksi ... 25
Gambar 2.11Perpindahan panas secara konveksi ... 27
Gambar 2.12Perpindahan panas secara radiasi ... 27
Gambar 2.13: Berbagai macam sabuk transmisi daya ... 28
Gambar 2.14 : Konstruksi sabuk V ... 31
Gambar 2.15 : Ukuran penampang sabuk-V ... 31
Gambar 2.16 : Profil alur sabuk-V ... 32
Gambar 2.17: Perhitungan panjang keliling sabuk ... 37
Gambar 2.18 : Konstruksi puli ... 38
Gambar 2.19 : Sudut kontak... 41
Gambar 3.1 : Mesin pengering gabah ... 43
Gambar 3.2 : Penampang mesin pengering gabah ... 44
Gambar 3.3 : Reaktor ... 45
Gambar 3.4 : Pembuatan pipa saluran udara panas... 46
Gambar 3.5 : Pembuatan pengaduk gabah ... 47
Gambar 3.6 : Pembuatan drum pengering... 48
Gambar 3.7 : rangka/dudukan drum pengering gabah ... 48
Gambar 3.8 : Tuas pemutar ... 49
Gambar 3.9 : Tabung pengatur temperatur ... 49
Gambar 3.10 : Tutup saluran masuk dan keluar drum pengering ... 50
Gambar 3.11 : Puli ... 50
Gambar 3.12 : Sabuk ( belt ) ... 51
Gambar 3.14 : Bautdan mur ... 52
Gambar 3.15 : Plat aluminium ... 52
Gambar 3.16: Timbangan... 53
Gambar 3.17: Termokopel ... 53
Gambar 3.18: Isolasi aluminium foil ... 54
Gambar 3.19:Rockwoll ... 54
Gambar 3.20 : Kunci ring dan kunci T ... 55
Gambar 3.21 : Gergaji besi ... 56
Gambar 3.22 : Gabah ... 56
Gambar 3.23 : Arang ... 57
Gambar 3.24 : Cangkang kemiri ... 57
Gambar 3.25 : Minyak tanah ... 58
Gambar 4.1: Gabah yang belum dikeringkan ... 64
Gambar 4.2 : Gabah yang telah dikeringkan ... 64
Gambar 4.3: Reaktor ... 66
Gambar 4.4 Penampang Pipa dari mesin ke tabung temperatur ... 69
Gambar 4.5 Penampang pipa tabung temperatur kedrum pengering ... 72
Gambar 4.6 Grafik penyusutan berat gabah sebelum dimodifikasi ... 78
Gambar 4.7: Grafik penyusutan berat gabah setelah dimodifikasi ... 80
Gambar 4.8 : Grafik waktu pengeringan ... 81
Gambar 4.9: Grafik penjualan gabah ... 88
Tabel 2.1 Spesifikasi Mutu Beras Giling Pengadaan Dalam Negeri ... 18
Tabel 2.2 Faktor koreksi ... 32
Tabel 2.3 Sabuk-V standar ... 34
Tabel 2.4 Panjang sabuk –V standar ... 35
Tabel 2.5 Panjang sabuk-V sempit... 36
Tabel 2.6 Ukuran puli V ... 39
Tabel 2.7 Diameter minimum puli ... 40
Tabel 4.1 Pengujian pengeringan gabah 11 kg ... 62
Tabel 4.2 Mencari nilai h1 untuk qr1 ... 67
Tabel 4.3 Mencari nilai h2 ... 67
Tabel 4.4 Mencari nilai h5 ... 68
Tabel 4.5 Mencari nilai h1 untuk qr2 ... 70
Tabel 4.6 Mencari nilai h4 ... 70
Tabel 4.7 Mencari nilai h1 untuk qr3 ... 72
Tabel 4.8 Mencari nilai h4 ... 73
Tabel 4.9Pengujian pengeringan gabah 10 kg ... 82
Tabel 4.10Pengujian pengeringan gabah 11 kg ... 83
Tabel 4.11 Daftar biaya pembelian bahan... 84
Tabel 4.12 Daftar biaya jasa pembuatan mesin ... 85
Tabel 4.13: Total Biaya Pembuatan ... 85
Simbol Arti Satuan
Cp Kalor spesifik tekanan tetap J/kg.K
QL Kalor laten J
Le Kapasitas kalor spesifik laten J/kg
m Massa zat kg
Qs Kalor sensibel J
∆T Beda temperatur K
∆x Panjang/tebal pelat m
h koefisien konveksi W(m2K)
A Luas penampang m2
k Koefisien konduksi W/m.K
t Interval waktu s
Tgl Temperatur gelas ukur K
Ts Temperatur permukaan adsorber K
Tb Temperatur bawah adsorber K
Tf Temperatur film K
TG Temperatur gelas ukur K
Qc Laju perpindahan panas konduksi W
Qh laju perpindahan panas konveksi W
Qr laju perpindahan panas radiasi W
P Tekanan Vakum cmHg
ε Efisiensi %
ρ Massa jenis kg/cm3
