Analisa Pengujian Alat Pengering Padi Dengan Menggunakan
Bahan Bakar Sekam Padi
Rio Andanil, Kaidir, Wenny
Program Studi Teknik mesin-Fakultas Teknologi-Industri- Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No.19 Olo Nanggolo Padang 25143
Telp. 0751-7054257 Fax. 0751-7051341 Email : rioandanil150593@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian tentang pengeringan gabah padi dengan memanfaatkan sumber panas dari pembakaran tabung reactor dengan bahan bakar sekam padi, pengeringan ini menghitung variable-variabel kinerjanya, jenis komoditi yang di uji pada peda pengering ini adalah gabah padi IR-42 pengujian ini dilakukan dengan menvariasikan bukaan katup dan sehingga memperoleh berapa laju penguapan kadar air dengan menvariasikan bukaan blower, dari bukaan blower 0 laju penguapan kadar air sebesar 6,5%, pada bukaan blower 1/2/ laju penguapan kadar air sebesar 8,5%, dan pada bukaan blower 1 laju penguapan kadar air sebesar 9,5%, pengujjian ini dilakukan dengan lama jangka waktu pengujian selama 60 menit sekali pengujjian.
Kata Kunci: Gabah, Batch dryer, Pengeringan, Bahan bakar, Sekam padi
ABSTRACT
Research
on drying grain of rice by utilizing the heat source of the combustion tube reactor fuel with rice husk, This drying performance compute variables, type of commodity in the test on the bike dryers are the grain of rice IR-42 testing is done by vary the valve opening and thus obtain how the rate of evaporation of water to vary the blower openings, 0 of openings blower evaporation rate of water content of 6.5%, the blower opening half / rate of evaporation of water content of 8.5%, and the blower opening 1 the rate of evaporation of water content of 9.5%, this is done with pengujjian long testing period for 60 minutes once the testing.PENDAHLUAN
Hasil pertanian setelah dipanen merupakan bahan biologis yang masih memiliki kandungan air yang tinggi. Oleh sebab itu, bahan tersebut masih akan melangsungkan proses kehidupan yang jika tidak dikendalikan akan dapat menurunkan mutunya sendiri. Kerusakan hasil pertanian dapat disebabkan oleh dua faktor yaitu factor dalam (internal) dan faktor luar (eksternal). Kerusakan tersebut mengakibatkan penurunan mutu baik secara kuantitatif maupun kualitatif yang berupa susut berat karena rusak, memar, cacat dan lain-lain.
Kemajuan teknologi pascapanen di Indonesia menuntut tersedianya bahan baku yang bermutu tinggi untuk industri pengolahan hasil pertanian. Produk-produk pertanian yang berbentuk butiran, seperti: jagung, padi, kacang-kacangan, kopi, dan lain-lain memerlukan perhatian yang lebih serius, terutama pada proses pengawetan. Proses pengeringan memegang peranan penting dalam pengawetan suatu bahan. Proses pengeringan juga membantu mempermudah penyimpanan produk pertanian dalam rangka pendistribusian baik dalam skala domestik maupun ekspor. Proses pengeringan butiran bertujuan untuk mengurangi kandungan airnya sampai batas-batas tertentu, agar tidak terjadi kerusakan akibat aktivitas metabolisme oleh mikroorganisme.
Di Indonesia, pengeringan butiran pada umumnya masih dilakukan dengan memanfaatkan tenaga matahari. Namun, cara ini sangat tergantung pada musim, waktu pengeringan, tenaga kerja yang banyak, dan
tempat yang luas. Pengeringan butiran yang berkadar air tinggi, dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengeringan dalam jangka waktu lama pada suhu udara pengering yang rendah atau pengeringan dalam jangka waktu yang lebih pendek pada suhu yang lebih tinggi. Akan tetapi, jika pengeringan dilakukan terhadap suatu bahan berlangsung terlalu lama pada suhu yang rendah, maka aktivitas mikroorganisme yang berupa tumbuhnya jamur atau pembusukan menjadi sangat cepat. Sebaliknya, pengeringan yang dilakukan pada suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen bahan yang dikeringkan, baik secara fisik maupun kimia. Oleh karena itu, perlu dipilih cara pengeringan yang efektif dan efisien agar tidak terjadi kerusakan pada produk-produk pertanian. Karena padi/ gabah merupakan komoditas vital bagi Indonesia,
Pengolahan hasil pertanian padi (gabah) menggunakan teknologi lama (teknologi turun temurun). Proses pengolahan gabah menjadi beras diawali dari penjemuran dengan menggunakan cahaya matahari. Proses ini membutuhkan waktu tiga hari supaya dapat diolah menjadi beras. Pada proses pengeringan gabah para petani sering mengalami kesulitan karena cuaca tidak panas (musim hujan) dan dapat memperlama proses produksi beras. Dalam hal ini proses pengeringan gabah merupakan salah satu faktor penentu kualitas beras.
Salah satu kegiatan yang dapat memperpanjang daya simpan hasil pertanian adalah dengan pengeringan.Pengeringan merupakan usaha untuk menurunkan kadarair
sampai batas tertentu sehingga reaksi biologis terhenti dan mikroorganisme serta serangga tidak bisa hidup di dalamnya.
Proses pengeringan hasil-hasil pertanian yang dilakukan oleh para petani di Indonesia, masih memanfaatkan tenaga matahari sebagai tenaga pengeringnya .Namun, pada saat musim hujan tiba, mereka mengalami kesulitan dalam mengeringkan hasil pertanian mereka karena tidak ada cahaya matahari yang mempunyai intensitas yang cukup sebagai sumber panas. Bila hasil-hasil pertanian tersebut tidak berhasil dikeringkan sampai kandungan air tertentu, maka hasil-hasil pertanian tersebut akan berkecambah atau bahkan membusuk karena aktivitas metabolisme oleh mikroorganisme. Tentu saja, hal ini akan mengurangi mutu hasil pertanian mereka. Sebagai salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut, maka perlu dilakukan suatu alat pengering yang dapat membantu para petani dalam mengeringkan hasil pertanian, khususnya gabah.
II Bahan Dan Metode Pengujian 2.1. Bahan dan Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah lemari pengering gabah padi dengan menggunakan tabung pembakaran, thermometer digital, thermometer batang, timbangan, blower, korek api, stop watch. Bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah padi dengan tipe IR 42
Gambar1 . Alat pengering gabah padi
Keterangan Gambar:1. Tempat masuknya bahan bakar 2. Tabung pembakaran
3. Tempat masuknya gas panas dari tabung pembakaran
4. Blower
5. Lemari Pengering padi
2.2.
Prosedur Pengujian
Berikut ini adalah langkah-langkah dasar dalam pengujian pengering gabah padi adalah: 1. Sebelum melakukan pengujian ini siapkan
alat-alat dan bahan yang akan diuji, pastikan bahwa alat pengering gabah padi dalam kondisi baik.
2. Siapkan gabah padi yang akan diuji dan ukur berat gabah sesuai yang telah ditentukan sebelum pengujian
3. Masukan gabah padi tiap rak pengering dengan ukuran yang telah ditentukan pada tiap rak pengering.
1 2 3 4 5 6 7 5
4. Siapkan bahan bakar sekam padi sebanyak yang dibutuhkan dan masukan kedalam tabung pembakaran.
5. Masukan potongan-potongan kecil kertas bekas kedalam tabung pembakaran untuk memancing nyala api hingga sekam padi yang ada didalam tabung pembakaran ikut terbakar.
6. Saat nyala api pada tabung pembakaran menyala sempurna lalu hidupkan blower, dengan bukaan yang telah direncanakan. 7. Atur waktu pengujian sesuai dengan yang
direncanakan.
8. Catat data pengujian yang ingin diketahui. 9. Lalukan pengujian selanjutnya dengan
menvariasikan bukaan blower dan berat gabah pengujian.
2.3.
Analisa Data
2.3.1. Laju Konsumsi Bahan Bakar
(FCR)
Konsumsi bahan bakar adalah jumlah bahan bakar yang dikomsumsi dalam mengoperasikan kompor per satuan waktu. Ditentukan dengan membagi berat bahan bakar yang digunakan saat operasi. Hal ini dapat dihitung menggunakan rumus persamaan dibawah ini (Belonio,1985):
FCR=Wf/OT ... (2.1)
Dimana:
FCR = Laju Konsumsi Bahan Bakar, kg/jam
Wf = Berat Bahan Bakar Yang Digunakan, kg
OT = Waktu operasi, jam
2.3.2. Pecific Gasification Rate (SGR)
Specific Gasification Rate adalah jumlah bahan bakar yang dibakar di kompor per satuan waktu. Ini ditentukan dengan membagi tingkatan konsumsi bahan bakar dengan luas permukaan reactor (Belonio, 1985).
SGR = FCR / Ar ... (2.2)
Dimana:
SGR = Specific Gasification Rate, kg/ jam-m2 FCR = Laju konsumsi Bahan Bakar, kg/ jam Ar = Luas Permukaan Reaktor, m2
Kebutuhan Energi (Qt)
Qt =
… (2.3)
2.3.4. Percentase Ash/ Char Produced/
Persentase abu (%A/C)
Percentase Ash/ Char Produced adalah jumlah persentase sisa ash/ char disimpan dalam tungku setelah operasi. Ini ditentukan dengan membagi berat char/ ash yang diperoleh dari kompor oleh masukan bahan bakar kemudian dikalikan dengan 100 (Belonio,1985):
% A/C = Wa/c x 100 / Wf ... (2.4)
Dimana:
% A/C = Persentase Abu Yang Diproduksi, % Wa/c = Berat Abu Yang Diproduksi Setelah
Operasi, kg
Wf = Berat Bahan Bakar Yang Digunakan, kg
Biaya bahan bakar adalah biaya bahan bakar yang terjadi dalam mengoperasikan kompor persatuan waktu. Hal ini ditentukan dengan mengalikan biaya bahan bakar dengan laju konsumsi bahan bakar (Belonio,1985):
Cf = FCR x Pf ... (2.5)
Dimana:Cf = Biaya Bahan Bakar, Rp/ jam
FCR= Laju Konsumsi Bahan Bakar, kg/ jam Pf = Harga Bahan Baku, Rp/ kg Bahan
Bakar
2.3.6. Jumlah Air Yang Berkurang
(Wa)
Wa = W awal – W akhir ... (2.6)
Dimana:
Wa = Selisih berat bahan setelah pengujian W awal = Berat awal bahan pengujian W akhir = Berat akhir bahan pengujian
2.3.7. Laju Penguapan Kadar Air (W)
W =
... (2.7)
Dimana:
Wa = Selisih berat bahan setelah pengujian T = Waktu Pengujian
2.3.8. Kadar Air Bahan
K Air Bahan =
..(2.8)
Dimana:
ma = berat ember + berat bahan sebelum melakukan pengujian
mo = berat ember
mb = berat ember + berat bahan setelah melakukan pengujian
2.3.9. Energi Untuk Memanaskan
Bahan (Q1)
Q1 =
... (2.9)
Dimana :
Cp = Untuk mendapatkan nilai Cp (Panas spesifik) pada table A4
thermophysical Properties of Gases Atmosphere Pressure”
ΔT = ( temperatur box – temperature lingkungan) 0K
T = Lama waktu pengujian (jam)
2.3.10. Energi untuk menguapkan air
bahan (Q2)
Q2= W x hg ... (2.10)
Dimana:
Hg = Untuk mendapatkan nilai hg pada table B. 1b” berbagai sifat H20 jenuh” table tekanan SI W = Selisih berat bahan setelah
pengujian
2.3.11. Efisiensi pengeringan (Q)
Q =
x 100% ... (2,11)
Dimana:
Q1 = Energi Untuk Memanaskan Bahan Q2 = Energi untuk menguapkan air bahan
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisa dan pembahasan
Untuk pengujian ini dilakukan dengan cara menvariasikan bukaan pada blower, pengujian pertama dilakukan tanpa ada bukaan pada blower dimana didapatkan hasil temperatur dalam ruang pengering yaitu sebesar38,70C, temperatur ini sangat baik untuk pengeringan gabah padi, sehingga bisa mendapatkan hasil pengeringan yang bagus. Untuk pengujian yang selanjutnya dilakukan dengan bukaan blower ½ maka didapatkan temperatur ruang pengering sebesar 39,30C dimana temperatur terseut cukup baik juga digunakan pada pengering gabah padi, akan tetapi memakan waktu pengering yang cukup lama. Untuk pengujian selanjutnya dilakukan bukaan penuh pada blower dimana didapatkan temperatur ruang pengering sebesar 42,30C temperatur ini juga baik digunakan dalam pengering gabah padi, tetapi akan memakan waktu yang cukup lama dalam pengeringannya.
Dari pengujain yang dilakukan dengan variasi bukaan blower sangat berpengaruh pada temperatur ruang pengering dimana bukaan blower penuh temperatur ruang pengering mencapai 42,30C dimana temperatur tersebut cukup baik digunakan dalam pengering gabah padi.
Laju pengeringan gabah padi sangat tergantung pada kondisi lajunya aliran udara pada blower, temperature, dan lamanya pengeringan, semakin besar udara panas yang di suplay pada suatu bahan maka laju pengeringan akan semakin cepat dan waktu
yang dibutuhkan untuk pengeringan akan sedikit pula.
Menurut Prasetyo (2001) kadar air gabah padi menurut standar pengeringan yaitu 13%-14%.
Dari pengujian bukaan blower 0 dengan berat gabah padi 20 kg penguapan kadar air sebesar 6,5% selama 60 menit, jadi untuk menghasilkan gabah dengan kadar air 13% membutuhkan waktu 2 jam. Dari pengujian bukaan blower 1/2 dengan
berat gabah padi 20 kg penguapan kadar air sebesar 8,5% selama 60 menit, jadi untuk menghasilkan gabah dengan kadar air 13% membutuhkan waktu 1,32 jam.
Dari pengujian bukaan blower 1 dengan berat gabah padi 20 kg penguapan kadar air sebesar 9,5%selama 60 menit, jadi
untuk menghasilkan gabah dengan
kadar air 13% membutuhkan waktu
1,23 jam.
Bila dibandingkan dengan cara manual untuk pengeringan gabah padi yang saat ini dilakukan butuh waktu ± 5 jam untuk mendapatkan kadar air 13%, dan untuk pengujian ini membutuhkan waktu 1,23 menit dengan bukaan blower penuh untuk mendaptkan kadar air 13%
Untuk pengujian dengan variasi dengan berat gabah 5,10,15,20 dan 25 kg didapat kesimpulannya. Semakin banyak berat gabah pengujian maka temperatur lemari pengering semakin kecil, lama pengujian ini 60 menit.
Hasil dari pengujian pembakaran dengan menggunakan bahan bakar sekam padi mampu beroperasi selama 60-70 menit, kapasitas bahan bakar sekam padi dalam tabung pembakaran sebanyak 3 kg menghasilkan abu sekitar 13%.
Gambar 2 .grafik hubungan antara bukaan blower dengan laju penguapan kadar air
Dari grafik diatas terlihat hubungan antara bukaan blower dengan laju penguapan kadar air .menunjukan bahwa pada bukaan blower 0 laju penguapan kadar air sebanyak 6,5%, selanjutnya pada bukaan ½ laju penguapan kadar air sebanyak 8,5% dan pada bukaan 1 (penuh) laju penguapan kadar air sebanyak 9,5%. Ini berarti bahwa dengan bukaan blower semakin besar maka laju penguapan kadar air juga meningkat.
Gambar 3 . Grafik antara berat gabah dengan laju penguapan kadar air
Dari grafik diatas menunjukan bahwa berat gabah 5 kg laju penguapan kadar air
sebesar 12%, pada berat gabah 10 kg laju penguapan kadar air sebesar 9.10%, pada berat gabah 15 kg jumlah laju penguapan kadar air sebesar 9,06%, pada berat gabah 20 kg maka laju penguapan kadar air sebesar 9,05%, dan pada berat gabah 25 kg laju penguapan kadar air sebesar9,08%. Apabila berat gabah semakin sedikit maka laju penguapan kadar air semakin besar pula
.
Gambar 4. Grafik berat gabah dengan energi menguapkan air bahan
Dari grafik diatas menunjukan bahwa pada berat gabah 5 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar 1,5541 kj/kg, pada berat gabah 10 kg energi untuk menguapkan air bahan sebanyak 2,3256 kj/kg, pada berat gabah 15 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar 3,6087 kj/ kg, pada berat 20 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar 4,8814 kj/ kg, dan pada berat gabah 25 kg energi untuk menguapkan air bahan sebesar5,9100 kj/ kg. jadi berat gabah semakin besar maka energi menguapkan air bahan semakin meningkat pula.
Gambar 5. Grafik berat gabah terhadap temperatur box pengering
Dari grafik diatas menunjukan bahwa gabah 5 kg temperatur dalam box sebesar 51,5
0
C, pada berat gabah 10 kg temperatur dalam box sebesar 47,8 0C, pada berat gabah 15 kg temperatur dalam box sebesar 45,2 0C, pada berat gabah 20 kg temperatur dalam box sebesar 42,3 0C, dan pada berat gabah 25 kg temperatur dalam box sebesar 40,1 0C. Jadi semakin sedikit berat gabah maka temperatur dalam box semakin meningkat pula.
Kesimpulan
Dari penelitian tentang pengeringan gabah padi dengan memanfaatkan sumber panas dari pembakaran dalam tabung reactor. Pengujian ini dilakukan dengan cara menvariasikan bukaan pada blower, masing-masing bukaan dari blower adalah 0, ½, 1 didapatkan variasi beberapa temperatur dalam ruang pengering dimana dengan bukaan blower penuh menghasilkan panas sebesar 42,3 0C, kadar air yang berkurang 11% dan efisiensi pengeringan sebesar 10,226%. Untuk bukaan ½ didapatkan temperature ruang pembakaran sebesar 39,30C dimana kadar air yang berkurang sebesar 8,5% dan efisiensi
pengeringan 10,206%. Sedangkan untuk tanpa bukaan penuh hasil temperature ruangan yaitu sebesar 38,7 dimana pengurangan kadar air sebesar 6,5% dan efisiensi pengeringan sebesar 10,1781%.
Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dicoba dengan bahan pengering yang berbeda, seperti untuk pengering jagung dll
Untuk bahan bakar sebaiknya dicoba dengan bahan bakar alternatif lainnya. Pada perancangan selanjutnya dapat
dikembagkan lebih lanjut dengan cara penambahan tempat sirkulasi udara dalam ruang pengering.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Adinugrahani, D.D., Putri, C.M.V., Rahrajo E.P., Andari R.W.2013.
Continuous
Tunnel.Dryer.(http://www.slideshare.n
et/carrie_mvp/continuous-26155402). Diakses tanggal 25 Oktober 2013. [2] Astuti, R. 2007.Pengeringan Padi
dalam Unggun Bergerak Dua Tahap.
Skripsi ITB. Bandung
[3] Bakri. 2008. Komponen Kimia dan Sekam Padi Sebagai SCM untuk Pembuatan Komposit Semen. Jurnal
Perennial 5(1) : 9-14.
[4] Bala, B.K.1997. Drying and Storage
of Cereal Grains. Science Publisher,
[5] Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian.2006. Giliran Sekam untuk Bahan Bakar Alternatif. Warta Penelitian dan pengembangan Penelitian Vol 28 no 2 ; 1-3.
[6] Cakradinata, R. 2010. Modifikasi
Ruang Plenum dan Ruang Pengering Alat Pengering Gabah Tipe Silinder Vertikal. Skripsi. UNILA. Lampung.
[7] Daulay, S. B. 2005 Metode Pengeringan Padi. Jurusan Teknologi
Pertanian. Fakultas Pertanian. e-USU Repository Universitas Sumatera Utara. Medan.
[8] Irawan, A. 2011. Modul Laboratorium
Pengeringan. Jurusan Teknik Kimia
Fakultas Teknik. Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
[9] Suharno. 1979. Sekam Padi Sebagai
Sebagai Sumber Energi Alternatif.
(www.smallcrab.com/). Diakses tanggal 1 Juni 2012.
[10] Wikipedia. 2012. Gabah Padi.
