RANCANG BANGUN PENGERING GABAH DENGAN BAHAN BAKAR BIOMASSA
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
THARIQ TARZI
NIM. 110421025
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
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 “RANCANG BANGUN PENGERING
GABAH DENGAN BAHAN BAKAR BIOMASSA”
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) Drs.Asrizal, SE. MM, dan (Ibu)
Yenni yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, motivasi dan
nasihat yang tak ternilai harganya. Serta kepada kakak dan adik-adik saya
yaitu Citra utami, ST. MT, Tri wita sari dan Wina asrini 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
Mesin Fakultas Teknik USU.
6. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
7. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas
Teknik USU.
8. Rekan satu tim Rindu Sidabutar dan Jupri Surbakti atas kerja sama yang baik
untuk menyelesaikan penelitian ini.
9. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada
kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2011 yang tidak dapat disebutkan satu
per satu yang telah banyak membantu dan memberi masukan yang berguna
demi kelengkapan Tugas Sarjana ini, "Solidarity Forever".
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, Oktober 2014
Penulis
ABSTRAK
Pada waktu musim panen raya gabah yang jatuh pada waktu musin 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 untuk mengatasi kekhawatiran petani akan cuaca yang tidak stabil yang menggunakan bahan yang sederhana dan ada disekitar kita. Mesin ini sangat berguna pada waktu panen raya gabah yang bertepatan dengan musim hujan karna bertujuan untuk mengeringkan gabah pada kondisi cuaca apapun dan di berbagai tempat. Mesin ini menggunakan reaktor gasifikasi sebagai tempat pembakaran bahan bakar untuk penghasil udara panas untuk mengeringkan gabah. Bentuk ruang/tempat gabah adalah drum yang telah dimodifikasi memiliki corong pengeluaran gabah pada bagian bawah dan memiliki lubang saluran masukan udara panas dari reaktor pembakaran. Kapasitas drum pengering adalah sekitar ±200 kg, namun pada saat pengujian jumlah gabah yang digunakan hanya sebanyak ±10 kg yang dikarenakan pada saat pengujian tidak tersedianya gabah basah dan harga gabah basah yang cukup mahal. Cara kerja mesin yaitu gabah 10kg disimpan dalam ruang/tempat penyimpan gabah dengan ketinggian 40 cm dari tanah. Reaktor dimasukkan bahan bakar berupa arang kayu atau batok kelapa lalu dibakar hingga menjadi bara api, lalu udara panas dihisap dan dialirkan keruang pengering dengan menggunakan blower hisap. Lama waktu pengeringan dengan menggunakan mesin pengering ini bisa mencapai 1 jam.
ABSTRACT
At the time of harvest of grain that fell during the rainy season where sunlight is not every day there for drying grain, farmers often suffered losses. Wet grain when harvested will last approximately 2 days, after which it will be damaged. To overcome this, a simple grain dryer machine designed to address the concerns of farmers will be unstable weather that use simple ingredients and is around us. This machine is very useful at the time of grain harvest which coincides with the rainy season. These machines use gasification reactor as a combustion fuel for producing hot air for drying grain. The shape of space / place of grain is a drum that has been modified to have a funnel spending grain on the bottom and has a hole input channel hot air from the combustion reactor. Dryer drum capacity is approximately ± 200 kg, but at the time of testing the amount of grain that is used just as much as ± 10 kg at the time of testing due to the unavailability of wet rice and wet rice prices are quite expensive. The workings of the machine 10kg of grain stored in the space / grain storage place with a height of 40 cm from the ground. Reactor fuel entered a wood or coconut shell charcoal and burned up into the embers, and hot air is inhaled and discharged dryer chamber using suction blower. Long drying time by using a dryer can reach 1 hour.
DAFTAR ISI
HALAMAN
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR SIMBOL ... xii
BAB I PEMDAHULUAN ... 1
1.1Latar Belakang ... 1
1.2Rumusan Masalah ... 2
1.3Tujuan Perancangan ... 3
1.4Batasan Masalah ... 3
1.5Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Kajian Pustaka ... 5
2.2 Air ... 10
2.3 Kadar Air ... 11
2.3.1 Diagram Psikometrik dan Sifat udara Basah ... 12
2.4 Prinsip Prinsip Pengawetan Pangan ... 14
2.5 Macam Macam pengeringan ... 18
2.6 Peranan Udara Dalam Proses Pengeringan ... 19
2.9 Alat Pengering Buatan ... 22
2.15.1 Perpindahan Panas Konduksi ... 27
2.15.2Perpindahan Panas Konveksi ... 29
2.15.3 Perpindahan Panas Radiasi ... 31
2.16 Konduktifitas Thermal (daya Hantar Panas) ... 32
BAB III METODOLOGI PENLITIAN ... 33
3.1. Keterangan Mesin ... 33
3.1.1. Keseluruhan Mesin Gasifikasi ... 33
l) Gunting Plat ... 44
m) Termokople ... 45
3.3. Proses Pembuatan (manufacturing Proses) ... 46
3.3.1. Proses Pemotongan ... 46
1) Pemotongan bahan untuk ruang ... 46
2) Pemotongan bahan untuk dudukan alat ... 46
3) Pemotongan bahan untuk kaki mesin ... 46
4) Pemotongan pipa untuk lubang masukan udara kedalan ruang bakar. ... 47
5) Pemotongan plat untuk bagian bawah mesin ... 47
6) Pemotongan pipa pemanas udara ... 47
3.3.2. Penyambungan dan pemasangan ... 48
1) Penyambungan ruang ... 48
2) Pemasangan kaki mesin ... 48
3) Penyambungan pipa saluran udara panas ... 49
4) Penyambungan drum ... 49
4.3. Panas yang digunakan untuk menaikan suhu produk ... 63
4.4. Panas yang digunakan untuk menguapkan suhu produk ... 64
4.5. Besarnya energi listrik yang digunakan ... 64
... 64
4.7. Biaya pembuatan alat ... 66
4.8. Harga jual mesin pengering gabah ... 67
4.9. Analisa titik impas ... 68
a) Biaya tetap (B.T) ... 68
b) Harga jual (H.J) ... 68
c) Biaya variable (B.V) ... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 72
5.1. Kesimpulan ... 72
5.2. Saran ... 73
DAFTAR PUSTAKA ... 74
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Analogi dari proses penguapan ... 6
Gambar 2.2 Diagram psikometrik ... 12
Gambar 2.3 Alat pengering tipe bak jenis Deep Bed ... 23
Gambar 2.4 Alat pengering jenis Thin Layer ... 24
Gambar 2.5 Perpindahan panas konduksi pada sebuah batang tembaga dingin ... 28
Gambar 2.6 Perpindahan panas konduksi pada bahan dengan suhu berbeda ... 29
Gambar 2.7 contoh peristiwa perpindahan panas secara konveksi ... 30
Gambar 3.1 Keseluruhan alat pengering gabah ... 33
Gambar 3.2 Penampang reaktor ... 34
Gambar 3.19 Gambar Diagram alir penelitian ... 50
Gambar 4.1 Lapisan Pipa dari mesin gasifikasi kerumah filter ... 54
Gambar 4.3 Lapisan Pipa dari rumah filter ke blower ... 58
Gambar 4.4 Lapisan Pipa dari blower ke drum... 60
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Perhitungan h1 untuk qr1 dari tabel lampiran 2 ... 52
Tabel 4.2 Perhitungan h2 untuk qr1 dari tabel lampiran 2 ... 53
Tabel 4.3 Perhitungan h5 untuk qr1 dari tabel lampiran 2 ... 53
Tabel 4.4 Perhitungan h1 untuk qr2 dari tabel lampiran 2 ... 55
Tabel 4.5 Perhitungan h4 untuk qr2 dari tabel lampiran 2 ... 55
Tabel 4.6 Perhitungan h1 untuk qr3 dari tabel lampiran 2 ... 57
Tabel 4.7 Perhitungan h4 untuk qr3 dari tabel lampiran 2 ... 57
Tabel 4.8 Perhitungan h1 untuk qr4 dari tabel lampiran 2 ... 59
Tabel 4.9 Perhitungan h4 untuk qr4 dari tabel lampiran 2 ... 59
Tabel 4.10 Perhitungan h1 untuk qr5 dari tabel lampiran 2 ... 61
Tabel 4.11 Perhitungan h4 untuk qr5 dari tabel lampiran 2 ... 61
Tabel 4.12 Nilai cp untuk berbagai jenis bijian ... 63
Tabel 4.13 Daftar Perincian harga bahan ... 66
Tabel 4.14 Total Biaya Pembuatan ... 67
DAFTAR SIMBOL
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
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 emisitas dari pelat penyerap
ρ Massa jenis kg/cm3
