2.1Kajian Pustaka
Berbicara tentang beras tentu kita akan teringat bagaimana cara meningkatkan
mutu/kualitas beras, ada banyak faktor dalam meningkatkan kualitas beras salah
satu faktor yang mendukung tahap pemberasan adalah penanganan pasca
pengeringan terhadap gabah yang dihasilkan sehingga dapat meningkatkan
produksi. Mulai dari padi seperti pada Gambar 2.1 yang dipanen menjadi gabah
yang akan selanjutnya dikeringkan untuk proses penggilingan.
Gambar 2.1: Padi
Pengeringan pada dasarnya adalah proses pemindahan/pengeluaran kandungan
air bahan hingga mencapai kandungan tertentu agar kecepatan kerusakan bahan
dapat diperlambat. Pengeringan dapat dilakukan dengan penjemuran yang
memanfaatkan sinar matahari atau dengan cara buatan. Pengeringan buatan di
samping untuk mengatasi pengaruh cuaca, kelembaban yang tinggi sepanjang
tahun juga dimaksudkan untuk meningkatkan mutu hasil pengeringan. Pada
proses pengeringan banyak faktor yang perlu diperhatikan, seperti iklim dan
bahan baku, yang akan mempengaruhi waktu dan perolehan pengeringan.
Berdasarkan prosesnya dikenal dua macam pengeringan yaitu pengeringan secara
Pengeringan alami, Pengeringan di tingkat petani Indonesia sebagian besar
dilakukan dengan sinar matahari dan hanya sebagian kecil petani yang melakukan
pengeringan dengan mesin pengering. Pengeringan dengan sinar matahari dapat
dilakukan dengan mudah terutama di daerah-daerah tropis seperti Indonesia.
Akan tetapi di Indonesia panen umumnya jatuh pada musim hujan sehingga
pengeringan menjadi masalah (Suparyono dan Setyono,1993). Menurut Taib
dkk, (1988), pengeringan alamiah memanfaatkan radiasi surya, suhu dan
kelembaban udara sekitar serta kecepatan angin untuk proses pengeringan.
Pengeringan dengan cara penjemuran ini mempunyai beberapa kelemahan antara
lain tergantung cuaca, sukar dikontrol, memerlukan tempat penjemuran yang luas,
mudah terkontaminasi dan memerlukan waktu yang lama.
Pengeringan dengan manual/alami dilakukan dengan penjemuran ketebalan
tumpukan 3-6 cm dan dilakukan pada siang hari, dilakukan pembalikan sekitar 2
jam agar gabah kering merata sampai dihasilkan kadar air 14%, saat cuaca dalam
keadaan tidak menentu hamparkan gabah dengan ketebalan 10 cm dalam ruangan
dan dilakukan pembalikan setiap hari, jika cuaca sudah cerah kembali lakukan
segera penjemuran lakukan penjemuran diatas lantai jemur yang terbuat dari
semen jika menggunakan alas penjemuran (plastik, tikar, terpal) pastikan tanah
dibawahnya tidak basah sehingga tidak terjadi kelembaban dibawahnya, lakukan
pengadukan secara rutin agar gabah kering merata dan tidak terjadi pembasahan
pada tempat- tempat tertentu. Penjemuran pada gabah kalau memungkinkan tidak
boleh ditunda diusahakan dalam 2 hari gabah dalam kondisi kering dan dapat
diperoleh beras dalam keadaan mutu yang baik.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengeringan gabah
secara manual:
a. Lokasi tidak boleh lebih rendah dan tanahnya padat agar tidak ada
genangan air.
b. Aman dari tikus dan saluran udaranya baik dan memiliki saluran
drainase yang baik.
menggunakan pelindung terpal anti air dari atap tumpukan, jarak
horizontal antara tumpukan adalah 1 meter dan jarak horizontal
antara tumpukan dengan atap adalah 1,5 meter, menggunakan alas
kayu, tidak ada tumpukan yang menempel pada dinding.
d. Pemeriksaan secara teratur.
Pengeringan buatan, Pengeringan dengan buatan dapat menggunakan
udara dipanaskan. Udara yang dipanaskan tersebut dialirkan ke bahan yang akan
dikeringkan.
Pengeringan dengan menggunakan alat mekanis ( pengeringan buatan )
memberikan beberapa keuntungan diantaranya:
a. tidak tergantung cuaca,
b. kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai dengan yang diperlukan,
c. tidak memerlukan tempat yang luas,
d. serta kondisi pengeringan dapat dikontrol.
Pengeringan mekanis ini memerlukan energi untuk memanaskan alat
pengering, Alat pengering buatan pada umumnya terdiri dari unit pemanas(heater)
serta alat-alat kontrol. Untuk alat pengering dengan unit pemanas, beberapa
macam sumber energi panas yang biasanya dipakai adalah gas, minyak bumi,
batubara atau elemen pemanas. Sumber energi panas pengeringan buatan dapat
diperoleh dari listrik, kayu, arang, minyak bumi dan gas.
2.2Proses pengeringan padi
Di dalam biji-bijian terdapat air bebas dan air terikat. Air bebas terdapat di
bagian permukaan biji-bijian, di antara sel-sel dan dalam pori-pori, air ini mudah
teruapkan padapengeringan. Air terikat yaitu air yang berikatan dengan protein,
selulosa, zat tepung, pektin, dan sebagai zat-zat yang terkandung dalam gabah,
air terikat memang sulit untuk dihilangkan, memerlukan beberapa perlakuan dan
ketekunan seperti halnya terhadap beberapa faktor-faktor yang berpengaruh dalam
pengeringan, antara lain temperatur, kelembaban, dengan ketekunan yaitu
Air yang di angkut dari biji berlangsung dengan proses penguapan. Perubahan
air menjadi uap air terjadi di permukaan biji. Untuk itu uap harus didifusikan
terlebih dahulu ke permukaan lalu diuapkan. Energi panas harus cukup untuk
menguapkan air dan juga untuk mendifusikan air. Panas tersebut dapat
dipancarkan ke biji-bijian baik dengan cara konveksi, radiasi, maupun secara
konduksi. Panas yang dipancarkan ke dalam biji-bijian akan melalui tiap biji
secara individu. Setelah menerima panas, maka penguapan pun terjadi dari
permukaan sampai ke bagian dalam biji. Pengeringan merupakan langkah penting
dalam penggilingan beras. Pada dasarnya dengan pengeringan bahan akan
menjadi tidak mudah rusak, menghentikan kegiatan mikro-organisme tertentu dan
memudahkan pengolahan lebih lanjut. Pengeringan juga dimaksudkan untuk
mendapatkan bahan dengan volume yang lebih kecil, sehingga dapat lebih mudah
diangkut dan biaya lebih.
Keuntungan dan kerugian penjemuran dibandingkan dengan pengeringan buatan
adalah sebagai berikut:
a. Penjemuran sangat tergantung pada cuaca, sehingga kontinuitas
pengeringan tidak teratur, misalnya kalau turun hujan terpaksa
pengeringan dihentikan.Demikian pula suhu, kelembaban udara dan
kecepatan udara tidak dapat diatur, sehingga kecepatan pengeringan tidak
seragam.
b. Mutu gabah kering hasil penjemuran umumnya lebih rendah daripada
hasil pengeringan menggunakan alat. Hal ini disebabkan karena waktu
pengeringan yang lama, keadaan pengeringan dan tidak dapat dijaga dan
diawasi sehingga kemungkinan-kemungkinan terjadinya kerusakan selama
penjemuran sangat besar.
c. Keuntungan proses penjemuran adalah biayanya rendah karena
memerlukan biaya dan alat-alat yang lebih murah.
Saat proses pengeringan terjadi, perpindahan massa dari bahan ke udara dalam
bentuk uap air berlangsung atau terjadi pengeringan pada permukaan bahan.
air secara difusi dari bahan kepermukaannya dan seterusnya proses penguapan
bahan diulang lagi. Akhirnya setelah air bahan berkurang, tekanan uap air bahan
akan menurun sampai terjadi keseimbangan dengan udara di sekitarnya. Dengan
pengeringan diharapkan kadar air gabah mula-mula sekitar 30% akan turun
sedemikian hingga mencapai kadar air se kitar 12-16%. Pada kadar air 12-16%,
gabah telah cukup siap untuk pengolahan lebih lanjut (penggilingan) ataupun
telah cukup amandalam penyimpanan. Beberapa kendala yang berpengaruh dalam
pengeringan ialah suhu dan kelembaban udara lingkungan, kecepatan aliran udara
pengering, besarnya persentase kandungan air yang ingin dijangkau, power
pengering, efisiensi mesin pengering, dan kapasitas pengeringnya. Kendala
tersebut dapat ditanggulangi sehingga proses pengeringan dapat dilakukan secara
terus menerus tanpa berhenti. Untuk menanggulangi kendala tersebut digunakan
peralatan pengeringan buatan. Energi untuk proses pengeringan dapat diperoleh
dari proses pembakaran, minyak, gas ataupun biomassa. Tetapi penggunaan
sumber-sumber energi dapat menyebabkan biaya produksi menjadi meningkat.
Pengeringan buatan adalah pengeringan dengan menggunakan alat pengering,
dimana suhu, kelembaban udara, kecepatan pengaliran udara dan waktu
pengeringan dapat diatur dan diawasi. Pengeringan buatan dapat dibagi menjadi
dua kelompok yaitu pengeringan (adiabatik) dan pengeringan (isothermik).
Pengeringan adiabatik adalah pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering. Udara panas ini akan memberikan panas pada bahan yang akan
dikeringkan dan mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh bahan.
Pengeringan isothermik adalah pengeringan dimana bahan yang akan dikeringkan berhubungan langsung dengan lembaran (plat) logam yang panas.
Hingga sekarang ini peralatan pengeringan buatan sudah banyak
berkembang dengan berbagai tipe. Pada tiap tipe berbeda konstruksinya namun
prinsipnya sama yaitu untuk mengurangi kadar air bahan.
a. Pengeringan tumpukan (batch drying), di mana bahan masuk ke dalam alat
pengering sampai pada pengeluaran hasil pengeringan, kemudian
dimasukkan gabah berikutnya.
b. Pengeringan kontinu atau berkesinambungan ( continous drying ), dimana
pemasukan dan pengeluaran bahan berjalan menerus.
2.3 Tipe mesin pengering buatan
Ada beberapa tipe mesin pengering buatan dimana diantaranya adalah sebagai
berikut:
a. Tipe batch dryer
Alat pengering tipe batch dryer terdiri dari beberapa komponen, yaitu :
1) Bak pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak
pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (plenum
chamber).
2) Kipas digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke
“plenum chamber” dan melewati tumpukan bahan di atasnya.
3) Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar
kelembaban udara pengering tersebut menjadi turun, sedangkan suhunya
naik.
Seperti gambar dibawah Gambar 2.2, dimana pada alat pengering tipe batch
dryer, udara pengering bergerak dari bawah ke atas melalui bahan dan
melepaskan sebagian panasnya untuk menghasilkan proses penguapan. Dengan
demikian udara pengering makin ke atas semakin turun suhunya. Berdasarkan
tebal tumpukan bahan, tipe batch dryer digolongkan atas dua jenis yaitu “Deep
Bed” dan “Thin Layer”.Deep Bed cocok digunakan untuk penyimpanan bahan
Gambar 2.2 : tipe batch dryer(AVA company, 1989)
b. Tipe deep bed
Pengeringan sistem Deep Bed tumpukan bahan cukup tebal dan wadah
pengeringan mempunyai dasar lantai yang mempunyai lubang-lubang atau kawat
anyaman sehingga udara panas dapat mengalir melalui bahan. Besar kecilnya
ukuran lubang wadah ditentukan berdasarkan bahan yang dikeringkan.
Pengeringan dilakukan dengan suhu yang rendah dan waktu yang lama,agar
kerusakan pada bahan dapat dihindari. Contoh deep bed dapat kita lihat pada
gambar Gambar 2.3.
Gambar 2.3 : Tipe deep bed(Taib dkk, 1988)
Keterangan :
B. Plenum Chamber
C. Biji kering
D. Bidang pengeringan
E. Biji basah
F. Udara dan uap air keluar
c. Sistem thin layer
Prinsip kerja mesin pengering ini hampir sama dengan deep bed. Pada
jenis ini pengeringan lebih luas dan ketebalan bahan dikurangi.Pergerakan
bidang pengeringan tidak begitu nyata karena pengeringan ini berlangsung
serentak dan merata di seluruh bagian bahan. keuntungan alat pengering jenis
ini antara lain, laju pengeringan lebih cepat, kemungkinan terjadiover drying
lebih kecil, tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan
yang dikeringkan. Bijian yang dikeringkan didorong oleh udara pengering
yang diteruskan ke lantai berpori atau sistem aliran udara yang diteruskan dari
sebelah bawah Bin. Zona pengeringan berkembang dari batas lantai dan
kemudian terus bergerak ke bawah bijian hingga menyentuh lapisan
permukaan (dapat dilihat pada gambar 2.4). Selanjutnya dikemukakan bahwa
pengeringan yang dilakukan denganmenggunakan alat mekanis (pengeringan
buatan) akan mendapatkan hasil yang baik bila kondisi pengeringan
ditentukan dengan tepat selama pengeringan dikontrol dengan baik.
Pengeringan dengan sistem sinambung dilakukan dengan menggunakan alat
Gambar 2.4 : Tipe thin layer(Kartasapoetra, 1994)
d. Tipe continous drying
Pada jenis ini bahan secara terus menerus dialirkan ke dalam silinder
pengeringan sehingga mencapai ketebalan ± 60 cm dan tempatnya terletak di
pusar “conditioning” bijian atau pusat penimbunan bijian. Biji basah
memasuki puncak dari pengeringan, kemudian aliran bijian tersebut dialirkan
ke bagian yang adanya pemanasan udara dan kebagian yang tanpa adanya
pemanasan udara, kemudian pengeringan dihentikan dan setelah itu dilakukan
pendinginan. Laju aliran bijian dapat diatur bervariasi dengan alat
perlengkapan pengatur laju aliran, hal ini disesuaikan menurut jumlah kadar
air bahan yang akan dipindahkan. Arah aliran udara berhubungan dengan arah
aliran bahan bijian misalnya aliran udara melintasi bahan (cross flow), aliran
udara berlawanan dengan arah aliran bahan (counter flow) atau arah aliran
udara bersamaan dengan arah aliran bahan (concurrent flow). Beberapa
continous dryer mempunyai struktur agak rendah, tempat tumpukan bijian
mendatar (horizontal), bentuk lantai timbunan berpori dengan tujuan udara
akan sampai ke bahan dengan tujuan udara akan sampai ke bahan dengan
membentuk sudut. Fluidisasi (pengaliran) udara ke bahan terjadi terus
menerus guna memindahkan uap air hingga sampai pengeringan terhenti.
e. Sistem tunnel dryer
Alat ini digunakan untuk pengeringan bahan yang berbentuk/ukurannya
seragam. Biasanya bahan yang dikeringkan berbentuk butiran, sayatan/irisan
dan bentuk padatan lainnya. Selanjutnya dikemukakan bahwa bahan yang
akan dikeringkan ditebarkandengan lapisan tertentu di atas baki atau anyaman
kayu ataupun lempengan logam. Baki ini ditumpuk di atas sebuah
rak/lori/truk. Jarak dibuat sedemikian rupa sehingga udarapanas dapat
melewati tiap baki, sehingga pengeringan dapat seragam, sedangkan
bagianatas lori harus terbuka agar uap air dapat keluar. Alat pengering
terowongan (tunnel) yang arah aliran udaranya searah dengan arah
pergerakan bahan dapat dilihat pada gambar Gambar 2.6.
Lori yang telah dimuati dengan bahan basah dimasukkan satu persatu ke
dalamlorong (tunnel) dengan interval waktu yang sesuai untuk pengeringan
bahan,terowongan ini merupakan ruangan yang panjang dan dialiri dengan
udara panas.Rak/lori digerakkan dengan belt (sabuk) secara perlahan,
pergerakkannya bisa searahdengan aliran udara atau berlawanan dengan arah
aliran udara, panjang terowongan bisabervariasi dan dapat mencapai 27 meter
dengan penampang berbentuk segi empat denganukuran 2 x 2 meter. Udara
digerakkan dengan blower dan bergerak secara mendatardengan kecepatan
sampai 400 meter/menit.
Salah satu jenis dari “tunnel dryer”adalah yang arah pergerakan raknya searah
dengan arah aliran udara dalam alat. Sifat alat ini adalah :
a. Kecepatan penguapan yang paling tinggi didapat pada awal
terowongan.
b. Ketika bahan bergerak di dalam terowongan, maka bahan tersebut
bersentuhan dengan udara yang bersuhu lebih dingin. Kecepatan
Gambar 2.6 : Tipe tunnel dryer(Kartasapoetra, 1994)
Keterangan :
A. Pemasukan udara segar
B. Kipas (Blower)
C. Pemanas (heater)
D. Tempat masuk bahan basah.
E. Rak/lori/truk
F. Tempat keluar udara
G. Tempat keluar bahan kering
f. Sistem drum dryer
Alat ini biasa digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk
larutan, bubur maupun pasta. Bagian utama dari alat ini adalah silinder logam
yang berputar, dan bagian dalamnya berlubang. Sebagai media pemanas
digunakan cairan atau uap air kemudian dialirkan ke bagian dalam silinder,
pemanasan berlangsung secara konduksi. Alat jenis ini ada yang
menggunakan satu buah silinder dan ada pula yang menggunakan dua buah
silinder. Bahan basah diisikan dengan cara menyemprotkannya secara
dengan jalan mengalirkan bahan basah ke bagian bawah silinder, kemudian
waktu silinder berputar, bahan basah tersebut akan ikut terbawa pada
permukaan luar silinder. Bahan basah yang akan dikeringkan dimasukkan ke
dalam alat melalui pipa dan dialirkan pada drum yang berputar. Dinding drum
yang panas akan menguapkan air bahan sehingga bahan menjadi kering
menurut yang dikehendaki. Uap panas keluar dari alat melalui saluran sebelah
atas. Sedangkan bahan yang telah kering dilepaskan dari drum dengan
menggunakan pisau kikis yang diatur jaraknya terhadap drum. Kemudian
bahan kering ini akan mengalir ke bawah dan ditampung dengan
menggunakan wadah yang telah disediakan, seperti pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 : Tipe drum dryer(Kartasapoetra, 1994)
Keterangan :
A. Pengeluaran uap
B. Pemasukan larutan
C. Drum yang dipanaskan dengan uap
D. Pisau kikis
Mutu beras dapat kita lihat pada tabel spesifikasi yaitu sebagai berikut:
2.4Kadar air
Kadar air merupakan salah satu faktor yang menyebabkan petani tidak
dapat menikmati harga pasar. Demikian juga mutu hasil pengeringan pada musim
penghujan lebih rendah dari musim kemarau. Untuk mengatasi hal ini dilakukan
pengeringan yang dapat dikendalikan, baik yang menggunakan bahan bakar
minyak maupun sumber-sumber lainnya, selain mengatasi masalah pengeringan
alat pengering juga hendaknya meningkatkan mutu daripada hasil pengeringan.
Kandungan air pada butir beras dalam seluruh tingkat mutu beras adalah
14%. Penetapan kadar air ini dapat dilakukan dengan metode oven maupun
dengan alat pengukur kadar air elektronik yang telah dikalibrasi lebih dahulu.
Kadar air dinyatakan dalam satuan persen dari beras basah. Kadar air
merupakan faktor utama yang menyebabkan penurunan mutu beras selama
penggilingan, (Damardjati dan Purwani, 1991).
Menghitung penurunan kadar air gabah:
Kadar air (%) = Massa gabah setelah pengeringan
Penentuan kadar air beras dilakukan dengan cara:
a. Metode oven
1) Atur suhu oven 130C
2) Timbang 5-10 gr contoh, masukkan kedalam oven
3) Tentukan berat akhir setelah pemanasan 16 jam
4) Hitung kadar air
b. Menggunakan alat Moisture Tester
Gambar 2.8 : Moisture Tester(cina-ogpe.com 2008)
2.5Rendemen dan mutu giling beras
Dalam penetapan mutu gabah, rendemen giling juga digunakan sebagai salah
satu kriteria mutu. Pengertian rendemen giling disini adalah : mencakup rendemen
beras kepala dan rendemen total beras giling. Mutu giling beras merupakan
kriteria utama dalam penetapan mutu gabah karena mempunyai nilai ekonomi
yang tinggi, yaitu menentukan besarnya beras yang dihasilkan.
Mutu giling mencakup berbagai kriteria, yaitu : rendemen beras giling
penanganan pasca panen mempengaruhi mutu rendemen giling, dan sangat
mempengaruhi mutu rendemen beras kepala maupun beras.
Tingkat kematangan biji berpengaruh langsung terhadap rendemen dan
mutu beras serta susut hasil gabah. Pemanenan satu minggu sebelum matang akan
mengalami penyusutan sekitar 13%, sedang bila terlalu lewat matang penyusutan
sekitar 12%. Di samping itu beras yang dipanen sebelum matang mengandung
banyak gabah hampa, gabah hijau dan butir kapur, sedangkan bila dipanen lewat
matang menjadi mudah rontok dan pecah. Disamping dipengaruhi oleh umur
panen dipengaruhi pula cara panen. Panen dengan sabit dan dirontok dengan
mesin perontok menghasilkan rendemen lebih rendah dan persentase BP yang
lebih tinggi.
semakin tinggi kandungan air biji maka persentase beras pecah yang akan
dihasilkan akan semakin tinggi pula. Persentase beras giling dipengaruhi oleh
kadar air beras yang digiling. Kadar air yang terlalu tinggi atau yang terlalu
rendah dapat menyebabkan beras menjadi hancur (tepung). Rendemen merupakan
salah satu faktor yang penting. Rendemen dikatakan baik apabila dari gabah
diperoleh minimum 70% beras giling, terdiri dari 50% beras kepala dan 20%
beras pecah.
Pada skripsi ini penulis membuat mesin pengering padi dengan bahan
bakar biomassa yaitu dengan menggunakan arang dan cangkang kemiri, tanpa
menggunakan bantuan listrik karena akan menambah biaya operasional,
melainkan dengan tenaga manusia. Mesin pengering padi tersebut sangat effesien
bila digunakan ditengah persawahan yang belum terjangkau oleh arus listrik atau
belum tersedia arus listrik, mesin tersebut berkapasitas 11 kg.
Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini, akan dijelaskan cara
Gambar 2.9 : Prinsip kerja mesin pengering gabah
2.6Cara kerja mesin pengering gabah
Untuk menghasilkan panas buatan mengeringkan gabah digunakan arang
dan cangkang kemiri sebagai bahan bakar utama, arang dan cangkang kemiri
dimasukkan kedalam ruang pembakaran secukupnya untuk memudahkan dalam
pembakaran awal, membutuhkan waktu yang cukup lama agar arang dan
cangkang kemiri menjadi bara ± 3 jam, tergantung bahan bakar tambahan yang
digunakan seperti minyak tanah untuk mempercepat proses penyalaan api. Arang
dan cangkang kemiri yang telah menjadi bara sangat membantu untuk proses
pembakaran bahan bakar selanjutnya, tambahkan lagi bahan bakar agar saat
proses pengeringan tidak lagi dilakukan pemasukan bahan bakar tambahan karena
sangat mempengaruhi temperatur diruang pembakaran dan temperatur yang akan
tersalur ke dalam drum pengering. Saat arang dan cangkang kemiri telah menjadi
bara didalam ruang bakar masukkan gabah kedalam drum pengering melalui
saluran masuk gabah pada drum pengering, pada mesin pengering padi ini
kapasitas gabah yang akan dikeringkan yaitu sebanyak 11 kg. Drum pengering
Sehingga panas diruang bakar akan keluar menuju saluran pipa memenuhi tabung
pengatur temperatur dan tersalur kedalam drum pengering. Pada proses ini lah
terjadi proses pengeringan dimana panas akan berpindah pada gabah diharapkan
kadar air pada gabah dapat terangkat dan menjadi uap. Sehingga uap gabah hilang
oleh panas yang ada didalam drum pengering. Untuk membantu proses
pengeringan gabah yang lebih merata perlu dilakukan proses pembalikan atau
pengadukan gabah, pada mesin pengering padi tersebut terdapat pengaduk yang
digerakkan secara manual dimana terdapat tuas pemutar pengaduk gabah, tuas
diputar berlawanan arah jarum jam hal ini dilakukan agar gabah teraduk dan
terbuang kearah atas sehingga tidak menyebabkan pemadatan pada bagian ruang
bawah drum pengering. Pengadukan dilakukan sesering mungkin tapi untuk
pengujian tersebut pengadukan dilakukan setiap 15 menit sekali dalam waktu 1
jam. Setelah padi didalam drum cukup lama atau ± 6 jam maka proses
pengeringan dapat dihentikan. Buka tutup saluran keluar gabah untuk
mengeluarkan gabah didalam drum pengering sediakan wadah atau alas untuk
menampung gabah kering, untuk membantu proses pengeluaran gabah dari drum
pengering putar lah tuas penggerak pengaduk. Bila kadar air gabah sudah 14%
maka gabah sudah memenuhi standarisasi dan dapat dilanjutkan keproses
selanjutnya yaitu penggilingan.
Keunggulan mesin pengering padi yang telah dibuat:
a. Teknologi alat/mesin tepat guna
b. Bahan bakar bisa arang, kayu bakar, batok kelapa dan cangkang kemiri
c. Mudah pengoperasiaanya
d. Tenaga kerja sedikit, maksimal 2 orang
e. Ongkos pengeringan gabah lebih murah dari tipe-tipe yang ada dipasaran
f. Tidak membutuhkan arus listrik
g. Kehilangan gabah atau kerusakan gabah sangat rendah sewaktu dalam
h. Lahan penempatan alat tidak luas 1 x 3 meter
i. Daya pakai alat relatif cukup lama
j. Sangat cocok dioperasionalkan pada kelompok tani dipedesaaan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan adalah sebagai berikut
a. Luas permukaan
Makin luas permukaan bahan makin cepat bahan menjadi kering, air
menguap melalui permukaan bahan.
b. Perbedaan suhu dan udara sekitar
Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan
gabah semakin cepat pemindahan panas kedalam gabah dan makin cepat
pula penghilangan kadar air dari gabah. Jadi dengan semakin tingginya
suhu pengeringan maka proses pengeringan akan semakin cepat.
c. Kecepatan aliran udara
Semakin tinggi kecepatan udara, semakin banyak pula penghilangan uap
air dari permukaan bahan. Apabila aliran udara disekitar tempat
pengeringan berjalan dengan baik proses pengeringan akan semakin cepat
yaitu semakin mudah air teruapkan.
d. Tekanan udara
Semakin kecil tekanan udara akan semakin besar kemampuan udara untuk
mengangkut air selama pengeringan, karena dengan semakin kecilnya
tekanan berarti kerapatan udara makin berkurang.
e. Kelembapan udara
Semakin lembab udara maka akan semakin lama bahan kering sebaliknya
Udara dapat dibedakan dalam 2 macam yaitu udara kering atau udara
tanpa kandungan uap didalamnya dan udara basah yaitu udara dengan kandungan
uap air yang tinggi. Udara merupakan campuran dari beberapa gas dengan
perbandingan yang kira-kira tetap, misalnya H2O, O2, N2, CO2 yang kadang
kadang mengandung senyawa berbentuk gas (pencemar).
Gas murni dapat dibagi menurut jumlahnya didalam udara, yaitu:
a. Gas yang jumlahnya tetap diudara misalnya N2, O2 dan gas gas mulia
yaitu Ne, Ar, He, dan Xe.
b. Gas yang jumlahnya tidak tetap diudara yaitu CO2 dan H2O.
c. Gaspengotor misalnya NH3 dan H2S yang berasal dari hasil pemecahan
zat-zat organik atau CO yang berasal dari hasil pembakaran yang tidak
sempurna dipertambangan minyak bumi.
Jumlah gas mulia di udara sangat sedikit sehingga didalam perhitungan
biasanya diabaikan. Komposisi udara kering terdiri dari 76,8 % N2, 32,2 % O2 dan
CO2 sebanyak 0,03 % berdasarkan volume.Tekanan H2O didalam udara, atau
besarnya tekanan atmosfer setelah dikurangi dengan tekanan udara kering disebut
tekanan uap. Tekanan uap jenuh adalah tekanan tertinggi yang dapat dicapai oleh
suatu ruangan pada suhu tertentu.
2.8Perpindahan panas
Perpindahan panasialah ilmu yang meramalkan perpindahan energi yang
terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material.
(J.P.HOLMAN, 1986)
Perpindahan panas diklarifikasikan menjadi
a. Perpindahan panas secara konduksi
b. Perpindahan panas secara konveksi
a. Perpindahan panas secara konduksi
Ialah perpindahan energi panas (kalor) tidak diikuti dengan zat perantaranya.
Misalnya memanskan batang besi diatas nyala api, apabila salah satu ujung besi
dipanaskan, kemudian ujung yang lain dipegang, maka semakin lama ujung yang
dipegang semakin panas hal ini menunjukkan bahwa kalor atau panas berpindah
dari ujung besi yang dipanaskan ke ujung besi yang dipegang.
Gambar 2.10 : Perpindahan panas secara konduksi (Bekti Widi Admaja, 2011)
Makapersamaannyadapatditulissebagaiberikut
qk = kA �−𝑝𝑝𝑑𝑑𝑝𝑝𝑥𝑥� atau 𝑞𝑞𝑞𝑞𝐴𝐴 =𝑞𝑞 �−𝑝𝑝𝑑𝑑𝑝𝑝𝑥𝑥�
Dimana :
q = Laju perpindahan panas (w)
K = Konduktivitas termal (W/(m.k))
b. Perpindahan panas secara konveksi
Ialah perpindahanpanasyang terjadiantarasuatupermukaan
padatdanfluidayangbergerakataumengaliryang
diakibatkanolehadanyaperbedaantemperatur
Perpindahan panas konveksidapatterjadidenganbeberapametode,
antaralain:
1) Konveksi paksa
Ialah jika aliran disebabkan oleh pengaruh atau dengan bantuan kipas atau
pompa maka metode ini dikenal sebagai konveksi paksa
2) Konveksi alami
Ialah apabila aliran ini disebabkan oleh perbedaan suhu pada aliran itu
sendiri , maka metode ini dikenal sebagai konveksi alami.
3) Konveksidenganperubahanfase
yaituprosesperpindahanpanaskonveksi
yangdisertaiberubahnyafasefluidasepertipadaprosespendidihan (boiling)
danpengembunan(kondensasi).
Gambar 2.11: Perpindahan panas secara konveksi (Anneahira, 2010)
Persamaanperpindahanpanas konveksi dapat dinyatakan sebgai berikut
qkonv =hA( Tw-T∞)
Dimana:
qkonv =Besarnya lajuperpindahanpanasknveksi(W)
h =Koefisienkonveksi(W/m2K)
A =Luaspermukaanperpindahanpanaskonveksi(m2)
c. Perpindahan panas secara radiasi
Ialah perpindahan panas tanpa memerlukan zat perantara. Pancaran kalor
hanya terjadi dalam gas atau ruang hampa, misalnya penghantaran panas matahari
kebumi melalui ruang hampa udara.
Gambar 2.12: Perpindahan panas secara radiasi (Bekti Widi Admaja, 2011)
Persamaanperpindahanpanas radiasi dapat dinyatakan sebgai berikut:
(J.P.HOLMAN, 1986)
q =ε1σA1(T14–T24)
Dimana :
Q =Lajuperpindahanpanasradiasi(W)
ε =Emisivitaspermukaanmaterial
σ =KonstantaStefanBolztman(5.669x10-8W/m2k4)
2.9Sabuk dan puli
Jarak yang jauh antara 2 buah poros sering tidak memungkinkan transmisi
langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya
yang lain dapat diterapkan, dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan
sekeliling puli atau sproket pada poros. Transmisi dengan elemen mesin yang
luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi
kabel atau tali.
Gambar 2.13: Berbagai macam sabuk transmisi daya (sularso dan
kiyokatsu Suga, 2004)
A.
1) Sabuk-V standar (berlapis tunggal dan banyak). 2) Murah dan pasarannya luas.
3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 60°C. B.
1) Sabuk-V unggul (berlapis tunggal dan banyak).
2) Tahan panas minyak, dan listrik statis. Kekuatan tinggi. 3) Untuk tugas berat dan jumlah sabuk sedikit.
4) Batas temperature sampai 90°C. C.
1) Sabuk-V penampang pendek
2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi
3) Untuk otomobil dan puli dengan diameter kecil. Batas temperature sampai 90°C.
1) Sabuk-V tugas ringan (tipe-L) 2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi
3) Untuk mesin-mesin pertanian. Puli penegang pada keliling luar sabuk dapat dipakai. Batas temperature sampai 60°C (untuk temperatur lebih dari 60°C lebih baik dipakai sabuk-V unggul).
E.
1) Sabuk-V sempit.
2) Dapat mentransmisikan daya besar.
3) Untuk mesin-mesin industri umum. Batas temperature sampai 90°C.
F.
1) Sabuk-V sudut lebar.
2) Untuk transmisi kecepatan tinggi dan daya besar dengan puli kecil dan sempit.
3) Untuk otomobil. Batas temperature sampai 80°C. G.
1) Sabuk-V putaran variabel
2) Tahan lenturan dan tekanan samping
3) Untuk penurun putaran variabel. Batas temperature sampai 90°C. H.
1) Sabuk gigi penampang pendek 2) Tahan lenturan dan kecepatan tinggi
3) Untuk otomobil besar. Batas temperature sampai 90°C. I.
1) Sabuk segi enam
2) Untuk menggerakkan poros banyak
3) Untuk mesin pertanian dan mesin industry. Batas temperature sampai 60°C.
J.
1) Sabuk bergigi (sabuk gilit)
2) Tidak siip. Dapat dipakai untuk penggerak sinkron
3) Untuk komputer, mesin perkakas, otomobil, dsb. Batas temperature sampai 80°C.
K.
1) Sabuk berusuk banyak
2) Dapat menghasilkan putaran dengan kecepatan sudut yang hamper tetap.
3) Untuk mesin perkakas, dsb. Batas temperature sampai 80°C. L.
Sabuk yang kita gunakan pada mesin pengering padi tersebut adalah
sabuk-V, Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah
dalam penanganannya dan harganya pun murah. kecepatan sabuk direncanakan
untuk 10 samapai 20 m/s pada umumnya, maksimum sampai 25 m/s.
a. Transmisi sabuk- V
Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium.
Tenunan tetoron atau semacamnya dpergunakan sebagai inti sabuk untuk
membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan dikeliling alur puli yang
berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli ini mengalami
lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya bertambah besar. Gaya gesekan juga
akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi
yang besar pada tegangan yang relatif rendah hal ini merupakan salah satu
keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata. Pada gambar dibawah ini
dijelaskan konstruksi sabuk V.
Gambar 2.14 : Konstruksi sabuk V (sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
Keterangan gambar:
1. Terpal
2. Bagian penarik
3. Karet pembungkus
4. Bantal karet
Gambar 2.15 : Ukuran penampang sabuk-V (sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
Posisi sabuk dengan puli terlihat pada Gambar 2.17 yaitu persinggungan
atau sudut kontak sabuk dengan puli
Tabel 2.2 Faktor koreksi(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
Mesin yang digerakkan Penggerak
Momen puntir puncak 200%
Momen puntir puncak >200%
Motor arus bolak-balik (momen normal, sangkar
bajing, sinkron), motor arus searah (lilitan shunt)
Motor arus bolak-balik (momen tinggi, fasa tunggal, lilitan seri), motor arus searah (lilitan
kompon, lilitan seri), mesin torak, kopling tak
tetap.
Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari
3-5 kipas angin,
blower (sampai 7,5 kW) pompa sentrifugal, konveyor tugas ringan
1,0 1,1 1,2 1,2 1,3 1,4 kipas angin
(lebih dari 7,5 kW), mesin torak,
torak, mesin kayu
Variabel pabrik karet
(rol, kalender)
1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
Tranmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros poros yang sejajar
dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan
rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Untuk mempertinggi daya
yang ditransmisikan, dapat dipakai beberapa sabuk-V yang dipasang sebelah
menyebelah.
Pada tabel 2.3 dan tabel 2.4 menunjukkan nomor-nomor nominal dari sabuk
standar utama, dapat dilihat pada tabel berikut
Tabel 2.3 Sabuk-V standar(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
Penampang A Penampang B
*23
Tabel 2.4 Panjang sabuk –V standar(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
(inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm) (inch) (mm)
Dalam tabel 2.5 diperlihatkan panjang keliling sabuk yaitu sebagai berikut
nominal sabuk
keliling (mm)
keliling pada jarak bagi pada jarak bagi
Untuk perhitungan keliling sabuk dapat dilihat pada gambar dibawah ini
Gambar 2.17: Perhitungan panjang keliling sabuk (sularso dan kiyokatsuSuga,
2004)
𝑳𝑳
=
𝟐𝟐𝟐𝟐
+
𝝅𝝅
𝟐𝟐 �𝒅𝒅
𝒑𝒑+
𝑫𝑫
𝒑𝒑�
+
𝟏𝟏
𝟒𝟒
𝒄𝒄(
𝑫𝑫
𝒑𝒑−
𝒅𝒅
𝒑𝒑)
𝟐𝟐Sumber:(sularso, kiyokatsu suga, Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin
1991 )....hal 170
Dimana :
𝑝𝑝
𝑝𝑝=
diameter puli kecil ( mm )𝐷𝐷
𝑝𝑝=
diameter puli besar ( mm )𝑐𝑐
=
jarak sumbu poros ( mm )b. Puli
Puli adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda pada sebuah poros
atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran disekelilingnya. Sebuah
tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk memindahkan
daya. Puli digunakan untuk merubah gaya yang digunakan, meneruskan gerak
rotasi, atau memindahkan beban yang berat. Sitem puli dengan sabuk terdiri dari
dua atau lebih puli yang dihubungkan dengan menggunakan sabuk. Sistem ini
memingkinkan untuk memindahkan daya, torsi, dan kecepatan, bahkan jika puli
memiliki diameter yang berbeda dapat meringankan pekerjaan untuk
memindahkan beban yang berat.
Gambar 2.18 : Konstruksi puli (bbc bitezise 2014)
Puli pada umumnya dibuat dari bahan besi tuang dan ada juga dari baja
a. Jika pemindah daya Dengan perbandingan transmisi tidak terlalu besar
bisa digunakan tanpa puli penegang
b. Jika transfer daya dengan perbandingan transmisi besar dan jarak poros
dekat, maka perlu dipasang puli penegang
a. Tipe puli
1.) Puli tetap
Puli tetap memiliki poros yang tetap, yang berarti porosnya diam
atau dipasang pada suatu tempat. Puli tetap digunakan untuk merubah arah
gaya pada tali atau sabuk.
2.) Puli bergerak
Puli yang bergerak memiliki poros yang bebas, yang berarti
porosnya bebas bergerak pada suatu titik tertentu. Puli digunakan untuk
melipat gandakan gaya.
3.) Puli gabungan
Puli gabungan adalah gabungan dari puli tetap dan puli bergerak.
Jenis puli ini terdiri dari minimal satu buah puli yang terpasang pada suatu
tempat dan puli satu lainnya dapat bergerak.
b. Ukuran puli V
Diameter nominal puli V dinyatakan sebagai diameter dp (mm) dari suatu
lingkaran dimana lebar alurnya didalam gambar 2.17 menjadi lo dalam tabel
2.6, dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.6 Ukuran puli V(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004) Penampang
sabuk-V
Diameter nominal (diameter lingkaran jarak
bagi do
A 71-100 101-125 126 atau lebih
34 201 atau lebih
34 316 atau lebih
34
451 atau lebih
36
631 atau lebih
36 38
36,95 37,45
28,7 12,7 19,3 44,5 29,0
*harga-harga dalam kolom W menyatakan ukuran standar
c. Diameter minimum puli yang dianjurkan dan diizinkan
Tabel 2.7 Diameter minimum puli(sularso dan kiyokatsuSuga, 2004)
Diameter minimum yang dianjurkan
100 224 360
d. Sudut kontak sabuk V dengan puli
Sudut kontak dari sabuk pada alur puli penggerak harus diusahakan
sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan puli.
Gaya gesekan berkurang dengan mengecilnya sudut kontak sehingga
menimbulkan slip antara sabuk dan puli. Jika jarak poros adalah pendek
sedangkan perbandingan reduksinya besar, maka sudut kontak pada puli kecil
(puli penggerak) akan menjadi kecil. Dalam hal ini dapat digunakan sebuah
puli penegang untuk memperbesar sudut kontak tersebut.
