33
KARAKTERISTIK LAJU PENGERINGAN PADA MESIN PENGERING PAKAN TERNAK SISTEM POMPA KALOR
DENGAN DAYA 1 PK
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
ADI FRANSISCO GIRSANG NIM : 110 421 010
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
2015
ABSTRAK
Analisa ini bertujuan untuk mengatasi masalah yang dihadapai para produsen pakan ternak untuk mengeringkan pakan ternak yang sudah dicacah dalam keadaan lembab menjadi kering agar tahan lebih lama. Oleh sebab itu dilakukan perancangan yang bertujuan untuk menghasilkan suatu unit mesin pengering pakan ternak portable dengan menggunakan AC rumah yang berorientasikan pada upaya efisiensi energi listrik yang dapat diaplikasikan pada skala kecil dan besar . Analisa konsumsi dan biaya energi pada mesin pengering pakan ternak sistem pompa kalor dengan daya 1 PK ini didasarkan pada hasil perhitungan teoritis dan pompa kalor yang digunakan beroperasi menggunakan siklus kompresi uap menjadi batasan masalahnya. Manfaat penelitian ini adalah untuk memenuhi kebutuhan pengeringan pada sektor peternakan, pertanian, maupun home industry khususnya bagi wilayah- wilayah yang memiliki tingkat curah hujan yang tinggi di Indonesia. Kesimpulan perancangan ini diperoleh bahwa nilai laju ekstraksi air spesifik (Spesific Moisture Extraction Rate) untuk mesin pengering pakan ternak sistem pompa kalor adalah 0.0106 kg/kWh. SMER berbanding lurus dengan temperatur udara keluaran evaporator dan berbanding lurus terhadap waktu. Besarnya konsumsi energi spesifik (Spesific Energi
Consumption) pada mesin pengering pakan ternak ini adalah 22,787 kWh/kg. SEC
berbanding terbalik dengan laju ekstraksi air spesifik (Spesific Moisture
Extraction Rate) dan berbanding lurus dengan biaya produksi.
Kata kunci: Spesific Energi Consumption (SEC), Spesific Moisture Extraction
ABSTRACT
This analysis aims to address the problems faced by the producers of fodder for drying forage in a state that has been chopped into dry so moist longer. Therefore, to design that aims to produce a unit of animal feed portable dryer machine using AC house oriented on electrical energy efficiency efforts can diaplikasin on small and large scale . Analysis of energy consumption and costs in a dryer feed system with a heat pump 1 PK power was based on the results of theoretical calculations and the use of heat pumps operate using the vapor compression cycle into a boundary problem . The benefits of this research is to meet the drying requirements of the livestock sector , agriculture , and home industry , especially for areas that have high levels of rainfall in Indonesia. Conclusion This design is obtained that a specific value of the rate of water extraction (Specific Moisture Extraction Rate) to feed the dryer heat pump system was 0.0106 kg / kWh . Smer is directly proportional to the evaporator exit air temperature and proportional to the time . The amount of specific energy consumption (Specific Energy Consumption) to feed the dryer is 22,787 kWh/ kg SEC inversely proportional to the specific water extraction rate (Specific Moisture Extraction Rate ) and is directly proportional to the cost of production
2.4.2 Persyaratan Refrigrant ... 19 3.1. Tempat Dan Waktu Penelitian ... 27
3.2. Bahan Dan Alat ... 27
3.2.1. Bahan ... 28
3.2.2. Alat ... 29
3.3. Parameter Penelitian ... .31
3.4 Metode Pelaksanaan Penelitian ... 32
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Hasil Penelitian ... 33
4.2. Laju Pengeringan ... 34
4.3. Nilai Laju Ekstraksi Air Spesifik (SMER) ... 35
4.3.1 Ketidakpastian Pengukuran ... 38
4.4. Konsumsi Energi Spesifik ... 40
DAFTAR NOTASI
A Luas Silinder Kompresor m3
COP Coefficient Of Performance -
h Enthalpi kJ/kg
h
1 Enthalpi Refrigeran Masuk Kompresor kJ/kg h
2 Enthalpi Gas Refrigeran Pada Tekanan Kondensor kJ/kg h
2 Enthalpi Refrigeran Keluar Kompresor kJ/kg h
2S Enthalpi Refrigeran Saat Kompresi Isentropik kJ/kg h
3 Enthalpi Refrigeran Masuk kJ/kg
h
4 Enthalpi Cairan Refrigeran Pada Tekanan kJ/kg h
4 Enthalpi Refrigeran Keluar Evaporator kJ/kg h
5 Enthalpi Refrigeran Masuk Evaporator kJ/kg h
3 Tekanan Sisi Keluar Kondensor MPa P
4 Tekanan Sisi Masuk Evaporator MPa P
Tkond Temperatur Kondensor 0C TL Temperatur refrigerant saat meresap kalor 0C Wkomp Daya Kompressor kW η
cv Efisiensi Ruang Sisa % ηvol Efisiensi Volumetris % η
kom Efisiensi Isentropis (Efisiensi Kompresor) % ρ Densitas Refrigeran kg/m
3 ρ
suc Densitas Refrigeran Pada Sisi Hisap (Suction) kg/m 3
ρ
u Densitas Udara kg/m 3
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Siklus Kompresi Uap ... 7
Gambar 2.2 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap pada Diagram P-h... 7
Gambar 2.3 Pembagian Kompresor ... 11
Gambar 2.4 Kondensor Pipa Ganda ... 13
Gambar 2.5 Kondensor Selubung dan Tabung Kompresor ... 14
Gambar 2.6 Skema Pengeringan ... 22
Gambar 3.1 Pakan ternak yang sudah di cacah ... 28
Gambar 3.2 Hasil Pembuatan Mesin Pengering ... 28
Gambar 3.3 RH Meter ... 29
Gambar 3.4 Hot Wire Anemometer ... 30
Gambar 3.5 Pressure Gauge ... 30
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan kondensor berpendingin udara dan air ... ... 15
Tabel 2.2 Pembagian Refrigerant berdasarkan keamanan ... ... 18
Tabel 2.3 Nilai ODP beberapa Refrigerant ... …... 21
Tabel 3.1 Jadwal pelaksanaan penelitian ... ... 27
Tabel 3.2 Specificatians dari Hot Wire Anemometer ... ... 30
Tabel 4.1 Data hasil pengujian pengeringan 1 Kg Pakan ternak ... ... 33
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapakan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-NYA yang begitu besar sehinggga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dari tahap awal sampai akhir berjalan dengan baik.
Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar Sarjana di Program Pendidikan Sarjana Ekstensi di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.Adapun judul skripsi ini adalah Karakteristik Laju Pengeringan pada Mesin Pengering Pakan Ternak Sistem Pompa Kalor Dengan Daya 1 PK
Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan baik berupa dukungan, perhatian, bimbingan, nasihat, dan juga doa. Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, sebagai Ketua Departemen Teknik Mesin Falkutas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Eng. Himsar Ambarita, ST, MT, sebagai dosen pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu serta menyumbangkan ilmu dan nasehat kepada penulis sepanjang pengerjaan tugas sarjana ini hingga selesai.
3. Bapak/Ibu dosen di Departemen Teknik Mesin Falkutas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik penulis selama kuliah. 4. Bapak/Ibu staff pegawai yang banyak membantu penulis selama kuliah di
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 5. Teristimewa kepada Ayah dan Ibunda penulis, S. Girsang dan R.Bakara
hormati dan cintai. Saya sangat bangga memiliki orang tua yang sabar, kuat, dan selalu menyayangi anak-anaknya.
6. Rekan satu team yaitu Iko Mart Nadeak dan Ronal Hutagalung yang saling membantu dan bersolidaritas satu sama lain demi penyelesaian skripsi isni. 7. Bg Ricardo Nainggolan, Bg Zakaria Pasaribu, Bg Tyson Marudut
Manurung, Bg Syalimono Siahaan, Bg Cakra Messa yang telah banyak membantu dalam penyelesaian penulisan Skripsi ini
Akhir kata, penulis menyadari skiripsi ini masih kurang sempurna, Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang sifatnya membangun untuk meyempurnakan isi skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat menambah wawasan dan pengetahuan pembaca mengenai mesin pengering sistem pompa kalor.
Medan, Mei 2015
