#g ab. ';& vl s. #But. # tal a o. Exfr;E. qespg. ,n $, $#$HE. tj.b EIE. =re ps' m{ E# rhfr. a t 3 -t ?!- r. 'E. re f' (\t. l!# -ts!t. (r) * !

(1)

nl

*

!D t41 I

(\t

e

C*

SI

?

!-(r)

*

#g

_ab

=rE

ps'

m{

l!#

,n

$,

EIE

-ts

!t

rE

f'

tJ.b

r>

r.

'E

';&

_vl

-l

{l}

s

#

ta L

a

o

F

-L

t!

a

-J

t

3 -t

:# .-.---.=.+ il-r -f_ 'i!i!!!!!!!!!::(! !nr!!!!!!!-c, -tiJ :ra _---r ffil rn

$s

T6

#But

$#$HE

Exfr;E

E#

rhfr

qEspg

(2)

tssN

2302

_-5182

Volume

6,

Nomor

2,

April

2017,

Hal" 157

_-253

Penanggung

Jawab

Ketua Jurusan Teknik

fiflesin UNUD

Ketua

Deuan

Redaksi

Dr.

lr.

I

Ketut

Suarsana,

MT

Redaksi

Pelaksana/Tim

Validasi

I Gede Teddy Prananda Surya, S.T.,

M.T.

lr.

lNengah

Suamadwipa,

M.T.

lr.

A

AAdhi

Suryawan,

MT

lGede

Pufu

Agus Suryaaran, S.T,

M.T.

Dr.

lr.

lGusti

l$urah

Nitya

Santhiarsa,

MT

I

lVlade

Astika, ST., tvl.Erg.

MT

lr.

ltt/ade

Suarda, M.

Eng.

Editor

Ahli

Dosen-dosen di Jurusan Teknik filhsin

Universitas

Udayana

Jurnal

llmiah

Teknik MeSn TEKNIK

DESAIN MEKANIKA

dibrbitkan

oleh

Jurusan

Teknik

Medn

-Univerdtas Udayana empat

kali

dalam

sEtahun

pada bulan

&nuari,

April,

Juli

dan Oktober, berid

artikel hadl

perelitian dan kajian teoritis-analitis

di

bidang Teknik MeSn. Dewan

edakd

menerima

tulisan yang belum pernah serh tidak

sedang

dipertimbangkan untuk dibrbitkan atau dipublikasikan

dalam media

lain.

Na*ah

diketik dalam Bahasa lndonesia atau bahasa lnggris dengan mengikuti

pedomanyang dapatdiunduh di halamanwebSteJurusan Teknik Medn

UNUD

ahuwebJITM-TDM.

Alamat Redaksi

Jurusan

Teknik ltIesin, Universitas

Udayana

Kampus

Bukit

Jimbaran, Badung, Bali80362

Telp. /

Fax:

62

361

703321

E-mail:

tssN

2302

_-5182

TEKT{IK DESAIH

MEII"A,T{IKA

Jurnal llmiahTeknik

Mesin

Daftar Isi

Aualisis Pruperties Fluida

Pengering Pada Sistem

Perryeriry Anyarnan

Ata

Berbahan

Bakar

Seftuk

Kayu

I Wayan Sadiad4

I

Nengah

Suamadwipa

dan

I

Wayan

Bandem

Adnyana

157- 160

Kekerasan

Dan

Strukiur

Mikm

Hasil

Comn

Alumurrium

Silikon

(Al-7%Si)

Menggrmaf,sn

Metode

Evoporatiue CustingdenganVariasi Densitas Styr*foam

I Wayan

Sahhendr4

I

Ketut

Gede Sugita, dan

Dewa Ngakan

Kt.

Fdra

Negara

r61- 165

Pcngaruh

Yariari

SIip

Ratio Tertadap

Keausan

Lapisan

NikelTungsten

Pada

Baia

Kafton

Sedarg

Akiht

Beban

Gelinding Luncm

Sesep

Aditb

Simtrpang

I

Made

Widiyarta

daol

Made Parwata

t66 -

t7t

Peryaruh

Variasi

Suhu

Pemras Awal

Terhadap

I(amkteristik

Lapisan

Ni-Cr

Pada

Baia

Karbon

Sedang

Dengan Metode Powder

F-lame

Spray Coating.

Edwin

RelmaHo,

I Made

Widfart4

I Made

Parwata

112 - t7S

Pcngaruh Tekanan Gas Pembakaran

_{Asitelin

&

Oksigen)

Terhadap

Karakteristik

dan

Ifutehlan

Lapisan pada

Karbon

Brja

Sedang

_{5T60}

Wayan

Widryana Prfrr4 I Made

Widiyarh,

I

Made

Parwata

176 - 179

Kekuatan

Impak

Ban Struktur

Mikm

l{asil

Coran

Paduan

Aluminium Sitikou

(

At-7%Si

₎

Dengan

V*riasi

Tempemtur

Tuang

I

CrN

Lihdbta

Pinatih I KEtut

Gede

Sugita

dan

DNK

Putra

Negara

180-

t85

Peryaruh

Pengguraan Octane

BoosterTerhadap Emisi

Gas

Buang

Mesin

Bensin

Empat

Largkah

Pande

Gede Ganda

Kusuna

Airul Cifuri

dan

I

Made

Astika

Lvt

160

-Anaiisis Kenryi:an

Energi

Pada

SistemPeryering Anyam*n Ata

Dengan

Memrariasiiran

Tebal

lrsulasi

Dinding

I

Prsu

Gede

Aditya Yudhiyana Prilra I

Nengah Suamadwlpa

dan

I Wayan

Bandem

Adnyana

193 - 198

V

Analisis Penrhentukan Sudut

Semhl'an

MinyakJelantah

Pada Ujrmg NoselSederhana

i

G.N

Bagus

Yop

Jrmaya,

IK.G. Wirawan

dan

W.N.

Septiadi

199

-204

Analisa Performansi

Kolektor

Surya

P}at

Datar

Dengan

Penamhhan Sirip

Berlubang

Berdiameter

Berteda

Yans

Disurm

Seeara

Stnssered

205-210

ltl

(4)

Jurnal lkniah TEI(I{IKDESAIN MEKANIKA VoL 6 No 2, April2017 (193

_-

198)

Analisiskerugian energi

pada sistem

pengering

anyaman

atadengan

memvariasikan tebal insulasi

dinding

I

Putu

Gede

Aditya

Yudhiyana Futrai),

I

Nengah

Suamadwipa2)

dan

I

Wayan

Bandem Adnyana3)

Jurusan

TelmikMesin

Unittersitas Udayana, Kampus Bukit

Jimbaran

Bali

Abstrak

Pengeringan ais selanns ini dilalwkan secaw kotwewional yaitu dengatt *tenjemur secara langsung diluar ruangan denga* pap$ran siner matahari serta dengan tambahan bathtan angin. Maka dari itu dilalaia n penelitian analisa perlormatui peda sistefi pengering etnyaman ata berbahan bakar set"bak kayu dengan menvariasikan tebal insulasi dinding rak plat datar dengan tujucn untuk mengarongi losses, nengoptimalkon energi

yang bergna dan

an*k

dapat meningl<atkan perfonnansisistempengering. Penelilian

ini

menggurnkan bahan bakar serbuk kayu gergaji

,

dan dilahtkan dengan memvariasikan tebal insulasi dindtng, yaitu dengan menggunalan glaswaol dengan tebal icm,6cm dan 9cm, pengujidfi

dilal*lean selrali wntuk satu ksli variasi tebal insulosi. Dalan pengujian

_i*i

material yang digu*akan adrslah anyaman aw. Walau untuk pe*gujax lni dart 390 menit. Kemndian hasil data dilala*an perkitungan

agar

meadapat /ossss energi ,

performansi sistem pengertng . Dafi hasil penelitian yang dilalarkan pada alot pengeing anyaman bokor ata menggunakan

blower serta kompor biomassa berbalun bakav serbuk kayu dengan memvariasikan tebal insulasi dinding

,

dapet disimpulkan bahwa vafiasi tebal iruulasi dinding 9cm dari segi losses energi lebih tinggi dibandingkan dengan variasi tebal insulasi 6cm dan 3cm.

Kata Kanci : Atwlisa Energi, Variasi lebal insulasi, Anyaman ata, Alat pengering, Serbuk kayu gergaji.

Abrtrmt

Drytng is dane during ata cofivefitiafiatty with dtying ditectly outside the yoom with sun exposure as well asa with llze

additional help af wirui. Therefore conducted research on perfomntzce analysis svsiem dryer wovefl ata sawdust-fueled by

var?\ngthe thickfiess afJlatplate shelf ,wall insulation'ttilh the aim to reCuce lasses, oplitaize energ; anduseful be able to

increase the performance of the sistem af dryer. Tkis reseaych uses _fuelsswdust sauts, a*d perfanxed by varying the

thicleness of wall in*ulation, by using a gloswool with a thick 3 cm, 6 cm and 9 cm, testing is done once for one variatior

o/

the thick insulation. In testing this matefial is woven ata. Time

_for

this pengujan of the 390 rftinutes. Then the results of the r:alculations are dane in order that the elata got losses energt, performance of the dryer syslem. From the results of research conducted on the dryer and likewise ilattiflg ata using blowers as y,ell as biomass-fueled sloves sawdust by varying the

tlaichreess of wall insatatiota it cdr, be coficluded that the variation of thichness of n^ail insulatiotx

iil

tefins of 9 cn higher

losset energy ,than the 6 cw insulation thiclcness variation and 3 cm

Kelnrords: Energt Axalysis, a v-$t"iatiofl of tke lhick iwulation, Webbing ata, dryer, scwdast clzai* taw.

1. Pendahuluan

Pengeringan

ata

selama

ini

dilakukan

secara

konvensional

yailu

dengan menjemur

secara

langsung

diluar

ruangan

dengar

paparan sinal matahari serta dengan tambahan bantuan aogir.

Seiring dengan kemajuan

dan

perkembaagan teknologi maka proses pengsringan ata

tidak

lagi hanya dilakukan dengan cara konvensional, aken

tetapi

dengan mengguaakan

alat

y'ang

dapat menghasilkan panas sebagai pengganti sinar matahari

Teknologi pengering

uf

terdiri

dari

ruaog

pengeriry dan kompor biomassa pada prosesnya, alat psngering pasti membutuhkan sumber energi dalam proses pengeringannya namuq kebanyakan sumber energi .vang digunaka:r dalam aiat peagering adalah

gas dan

mlriyak

bumi.

Untuk

mengurangi

perggunakan

gas dan

nriny-ak

bumi

dapat

di upa,"kao pengguruar eoergi altematif berupa limbah produksi pertanian

sepe*i

limba-h yaog dihasilkan

Korespondensi : T el.: 0*2366L367 6

dari

pengolahan

kayu.

Kalu

merupakan tanafiran

pcrkebunm yang banyak

di

budi

da,vakan oleh

masy'arakat

khususlya

di

Bati

pada saat

ini. Pemanfa*f:an

limbah

ini

dapat

mcnekan biaya produksi dan

lcbih

ckonomis dibandingkan dcngan menggunakan sumber energi yang lain.

Beberapa penelitian yang berkaitan dengan alat pongering yang menggunakan gas (api) sudah ban-vak

dilah*an

terutama untuk mengeringkan pakaian ,

tetapi untuk

pongeringan

ata

belum

bany"k dilakukan. Menurut I gede Agus Ariayasa (2015) dari penelitiatr pengeringan ata lfi?0:tan9 analisa energi pada sistem pengering anyaman ata berbahan baksr

briket

serbuk

kalu

albesia dengan memvariasikan

tipc rak pcngcring, mcmpcrolch hasil bahwa tipc rak

plx

datar dapat menghasilkan

laju

energi

yaog berguna

(&* )

lebih

besar dibanding

tipe

rak berlubang , sedangkan umuk laju energi masuk

(**)

(5)

I Putu Gede Aditya Yudhiy'ana Putrfl, I N SualaadE'ipq I W Bandem Adryara / Jutnal ltnirh TEKNIK DES,{IN HEKANIKA

YoL 6 No.

_!

April2017 (193

_-

198)

berlubang lebih besar dari tipe rak plat datar. Maka dari

itu

dilakukan penelitian analisa kerugian enegi

pada

sistem

pengering

atyaman

aA

dengan

memvariasika.o tebal

i{sulasi

dindingra}

plat

datar

dengan

fujuan

untuk

mengurangi

losses,

mengoptimalkan energi

yang

berguna

dan

rurtuk

dapat meningkatkan performansisistempengering. Beberapa barasan dit€tapkan dalam penelitian

ini

mcliputi:

L

Kadar airpadabatangatadiasumsikaasama.

2.

Aliran sistem pengering

diasumsikansreaa!-state dan aliran fluida diasumsikan steady-

flow-3.

UkurananyamanaJadiasumsikaa sama.

4. Temperatur lingkuagaa

diasumsikan konstau.

5. 2. Dasar Teori

Pengeringan

adalah

merupakan

suatu

proses

untuk meugurangi kadar air suatu benda sampai batas

yaog

dipercyaratkao. Pada pengeringan material, proses

ini

bertujuan menghentikan perkembangan pertumbuhan mikroorganisme, sehingga material

awet

disimpan dalam

kurun waktu

lama.Proses

pengeringan

dapat

dilakukan proses

pemanasao

(heating)

dan

proses

penunman

kelembaban

{dehumidifiying).Pengeringan

melalui

proses

pemanasan,

material

dipanaskan

dengan

mengkonveksikaa udara panas

ke

malerial dengan

Cemikian

uap

air

_{-vang terkandung}material akan meoguap, sehingga

kadar

air

maferial

menjadi rnenunm. Penurunan kadar aA ini direbabkan adanya

perpindahan

nusa

uap

air

ke

udara yang memiliki kosentrasi lebih rendah. Pengeringau

jenis

ini

dapat

dilakukan

dengan

cara

konvensional (menjemur

langsung

dengan

radiasi

matahari)

dan nonkonvensiooal(dengan alat pengering).

Proses pengeringan

memiliki

beberapa ahapan,

tahap

p€nuuusan

rnenyebabkan

kenaikan temperatur,tahap perubahan

fase

tmpa

tedadinya keuaikan temporatur,

dan

tahappembuangan uap

air[].

2.1. Sifat - Sifat UdaraBasah

Dry Bulb

Temperature flemperaf,u bola kering

Tu.bl,

adalah

temperarur

udara

_l,ang

diukur msngguoakao termometer yaag terkeaa udara bebas namun terjaga dari sinar matahari dan _{embun [2].}

Wet Bulb _{Temperature ffemperaarr bola basah/,} yaitu suhu bola basab. Sesuai dengan naman5a "wet

bulb",

suhu

ini

diuk-ur dengan

meaggunakan

termometer

yang

bulbnya

(bagian

bawah termometer) diiapisi dengan kain yang telah basah

kemudian

dialiri

udara yang

ingln

diukur suhuuya.

Perpindahan kalor terjadi dari udara

ke

kain basah

tersebut.

Kalor dari

udara akan digunakan untuk menguapkaa air pada kain basah tersebul setelah itu

baru diguaakan untuk memuaikan cairan 1,ang ada

dalam thermometer[3].

Kelembaban spesifik

(W)

adalah massa uap air dalam massa udara tertentu. Biasanya drnvatakan dalarn gmm uap

air

psr kilogram udara pada suhu

tert€ntu.

Kelembabao spesifik

juga

didefinisikan

sebagai massa uap air tiap satuan massa udara kering dalarn campuran tertentr pada t€mperatur bola kering (Tdb)

t€ftsntr

serta monyalakan kandungan uap air

sebenamya dalam udara.

PsychrometricChart diagramdigunakan dalam

praktek

teknik

pengkondisian

udara,

_-vang

meuggambarkan

sifat-sifat

udara

dan

uap

air.Diagram

ini

juga memiliki

akurasi yang masih dapat ditsrima untuk masalah pengkondisian udara t4l

2.2. Kerugian Energi

Panas dari fluida pengeriag akan ditransfer pada material (aryaman ata) dan ke selurul dinding nrang pengering merupakan kerugian energi pada sistem. Kerugian eaergi (q losses) di dalam sistem pengering menggunakan persanuun sebagai berilcut:

Rl

-g-

_6f.t

R2

=

-H-

_4&i

n?

Dimana;

Lp

Tebal plat besi (m)

Lg

Tebal glasswool (m)

Rl

Tahanan Thermal Plat fCAM)

R2

Tahanan Themal Glasswool

_fC/W)

Kp

=

Konduktivitas termal plat

besi(Wm.A.)

Kg

Kondui<tivitas termal glasswool (W/m.1[)

A

=

Luas penampaag (mE!

&{

:

(Tplat-Tglasswool) selisih antara

temperatur plat dengan ternpenlur

giassw-ool

{a}

Efesr =

Kerugian Energi (W)

3. Metode Penelitian

Penelitian dan pengujian pada aiat pengeringanini mempergunakan peralatan dan bahan sebagai berikut:

Blower,

serbuk

kayu,

anyaman

ata,

timbangan

digitai, camcfit digital,

tcrrnokopcl,

stopxakh,

Pcmatilc, bomb calorimctcr, kompor biomassa

l.

Variabel bebas

-

Tebal insulasi 3cm

-

Tebal insulasi 6cm

-

Tebalinsulasi9cm T

194

(6)

3. Vanabel control

-

Temperatrr

ideal

pengeringan

30=L

sampai

1. _ifu!il -r_L

-

Pengeringar anvaman ata dilakuka:r sampai 390 menit

-

Temperatur lingkungan

Gambar

I

menunjukkan

gambar

ftrncangan

penelitial dan gaiirtrar

2

nierrurgulian ganibar n1-ata

dari hasil rancangan.

I Putu Gede Aditya Yudhi)"ana Putr?, I f{ Su.rrndn'ipa, I W Bamtem Adnyana / Jurnal lhniah TEKNIK DESAIN wIBXANIKA Yol. 6 No. 2, Aplil 201Z (r93

_-

r9f)

2. Variabel terikat

_vaitu;

Berdasarkan data tabel di atas dapat digambarkan

-

Temperatur bola kering (Tdb). Temperatur

_bola

_{grafik kelembahanspesifik (W) 6i}

_rl

ie*raa"ap ta1,:

basah

(T*'b),

Kelembaban

spesifik(w)

dan

massa udara sebagai berikut:

L' "*..

-

Distribusi temperatur rak pengering (-L)

i i ii.i,

i.] ii{!

r_!.i.;-]

I i {}:1

i!

Gambar 3.Grafik kelembaban spesifik (lff)terhatlap

laju

massa udara

Dilihat

dari

grafik

diatas kelembaban spesitik (\Y) pada _{tebal insulasi 9cm lebih besar pada}_setiap

15 menit

sampai

30

menit dibandingkan dengan

variasi 3cm dan 6cm.

Ketebalan

9cm

mamnu

megurangi

kerugian

energi

_].ang

dapat dimaksimalkan

untuk

pengeringan anvaman dan

mampu menguapkan uap air _-r-anglebih banyak.

4.2tlistribusi

Temperatur *4

s

.{ €

s{

{t, ]lt

*

ffiMffi

r,r

1

l,

.l rj Wakti, ( n:enit )

ilii

i$iif

ti$i$ir{$i$f

ii$$i

'-:-.r-.iE-,-ar::j $',rr,rrrj,

fr

s;

i,;*;;#,;;,;iri" "

l.

'ri

f;i

i si I ri'1 l,lj!! ' ktl l{i il + ltll, r I f;i*l irlll *trlLr] r"*';f Irlfr + ! tr,till 'i, ttr

4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Analisis Kelembaban

Berdasarkan data temperatur bola kering (Tdb)di rak pertam* (r1) den tempcratur bcla basah(Trvb)

rl

vang

didapatlan saat

penelitian,

dalam

mencari

kelembaban

spesifiknla

(W)

menggunakan Psychromerric Citarr.lJatuk data temperatur Tdb dan

Twb diambil pada menit 0 sampai 30 menit. dengan

menggunakan

Psychrometric

(lhartmaka

_hasil

kelembaban vang diperoleh didapa&an yaitu sebagai

benkut:

Gambar

4.Grafik

Tdb terhadap Iaju massa udara

Di

menit

ke nol

kompor bam din_,-alakan jadi

suhu dimulaitatri terialu panas _{namun setslah}15 msnit pertama suhu tdb

rI

pada masing rnasing laiu mular meningkat. Dari grafik tersebut dapat

di

simpuikan bah*a peningkatar tdb pada laju 0,0343kg1s dengan

ketebalan

insulasi

9cm

rata rata tidak

terlalu mengalami peningkatan dengan tebal insulasi 6cm

dan

3cm

dikarenakan pengaruh keiebalan dan kerugian energi rendah. begitupun juga pada grafik twb

rl

pada masing masing laju r,ang di paparkan di

barvah

ini

:

195 Gambar 2.

Alat

pengeringan

(7)

I Putu Gede Aditya Yudhiyana Putra, I N Suarnadwipq I W Bandem Adryana i Jurual Ilmiah TEKMK DESAIN MEKANIKA

Yol. 6 No.

_t

April 2ol7 (193

_-

198)

:"

**

j

ils

?*s

&(}

.Ftt

Itr !qt $ 1

xt,isrir*l

1 tx&d3tlni I

*sl**ri

i

ten**tiri

I .e

_l+u*l:l

_i

t&**r*rj

dg?srfiOdaF*4,4f. *frf.e{!*{f4siEd

.

1vk$.pr1-.fl{r$]t}+s}tt}

.

Gambar S.Gralik Twb terhadap

iaju

massa

udara

Dari grafik tsrsebut dapar dilihat peningkatan twb pada tebal 9cm

juga

rata rutmya lebih tinggi sama

dengan penjelasan

pada

giafik

tdb

di

atas,

peningkatan

tdb

dan twb

juga

akan mempengaruhi penguraogan massa air pada bokor ata, sesrrai dengan

kedua

glafik

tersebut menjelaskan

bahwa

tebal

insulasi

dinding

9cm

dalam

proses pengruaogan

massa aimya lebih tinggi di bandingkan tebal insulasi

6crn dan tebal insulasi 3cm

4.3.Analisis Kerugian Energi

5. Kesimpulan

Semakrn te-bal ketebalan insulasi 1.ang diberikan

dalam sistem pengering: peningkatan temperatur bola

kering (Tdb),

temperafur

irola

basah

(T*.b), kelembaban spesifik

(W)

dan

losses energi juga semaki* mgnunm

Daftar

Pustaka

tll

Yunus,

A.

Ceugel. {1997).

Intaduction

to

Thermodynamics and Heat Trans.fe r.

121

htlp : /istaff. unjla. ac. id/atusilfi les/20 1 3 /03/Tem

pe ratur-Bola-Basahdan-Kering.pdf

t3]

Purw-arta (2013\"karakteristik pendinginan

evaporcti.f menggunakan coo ling pads herbahan slnn y$ilg di susun

par*lef'Jumal

Ilmiah TEIAnIK DESAIN

MEI(ANIKA

Yol.

1 No.

l,

Desember 2013

t4l

Stoecker,

W.F., and

Jones,

J.W.

1987.

Refrigerasi dan Peitgkonrlisian Udara.

Allh

Bahasa Supratman }Iara.Erlaagga. I akarla

* *,,$ {i,e€* ;. (t{tl3 ; d,e.l,$ i! *st a,#$ lr* c 5srlr

****4

?4*

*

r, t{tt

*.q

_{B*{9.&tssj8isS5S}

wilrtu

_S-H'"fr

_ffi

n

(nrie

nitt

Gambar 6.

Gralik

losses energi pada setiap taju massa udara terhadap waktu

Berdasarlcan ha.sil

penelitian dapat

dilihat

pada

gambar

6,

grafik

menunjukan

nilai

q

losses pada

tebal 9cm lebih rendah

di

bandingkan tebal isolasi 6cm dan 3

cm,

hal

ini

di

sebabkan karena semakin tebal insulasi maka Egqee semakin kecil disebabkar oleh tahanan thermai pada masing-masing variasi tcbal mcningkx.