PROTOTYPE ALAT PENGERING TIPE TRAY UNTUK PENGERINGANPULP BERBASIS CAMPURANTANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DAN PELEPAHPISANG (Tinjauan Efisiensi Thermal Alat) - POLSRI REPOSITORY

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

PROTOTYPE ALAT PENGERING TIPE TRAY UNTUK PENGERINGAN PULP BERBASIS CAMPURAN TANDAN

KOSONG KELAPA SAWIT DAN PELEPAH PISANG (Tinjauan Efisiensi Thermal Alat)

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat

Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Terapan (DIV)

Pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknologi Kimia Industri

OLEH:

RATU AQSO HAS 0617 4042 1549

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG

2021

(2)

(3)

(4)

ABSTRAK

PROTOTYPEALAT PENGERING TIPETRAY

UNTUK PENGERINGANPULPBERBASIS CAMPURAN TANDAN

KOSONG KELAPA SAWIT DAN PELEPAH PISANG (Tinjauan EfisiensiThermalAlat)

Ratu Aqso Has, 2021, 65 Halaman, 19 Tabel, 19 Gambar, 4 Lampiran

Pengeringan pulp yang dilakukan masyarakat pada industri skala rumah tangga saat ini masih secara manual (konvensional) yaitu dengan memanfaatkan energi cahaya matahari atau dijemur sehingga memakan waktu yang cukup lama.

Menanggapi hal tersebut, perlu adanya suatu alat pengering yang dapat mempercepat proses pengeringan pulp. Tujuan penelitian ini adalah merancang suatu unit prototype alat pengering tipe tray untuk pengeringan pulp dari campuran tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan pelepah pisang, menentukan kinerja dari alat pengering tipe tray ditinjau dari efisiensi thermal, dan mendapatkan pulp yang memenuhi standar kadar air berdasarkan Standar Nasional Indonesia No. 6106-2006. Perancangan prototype alat pengering tipe tray memiliki ukuran 39,5 cm x 45 cm x 39 cm berbahan stainlees steel dengan jumlah tray 4 tingkat dengan menggunakan energi panas yang dihasilkan dari strip heaterdan memiliki sistem konveksi paksaan (forced convection). Parameter yang diukur pada penelitian ini di antaranya, massa bahan sebelum pengeringan, massa bahan sesudah pengeringan, temperature bola kering dan temperatur bola basah, laju udara, kelembaban relatif, temperatur pulp sebelum pengeringan, dan temperatur pulp sesudah pengeringan. Variasi yang dilakukan pada penelitian ini di antaranya, variasi temperatur pengeringan 60ôC, 70ôC, dan 80ôC serta variasi waktu pengeringan 30 menit, 60 menit, 90 menit dan 120 menit, 150 menit, 180 menit, dan 210 menit. Berdasarkan hasil perhitungan, efisiensi thermal tertinggi pada pengering tipe tray yang didapat yaitu pada temperatur pengeringan 60ôC dengan waktu pengeringan 120 menit yaitu sebesar 93,485%. Pulp yang dihasilkan dari pengering tipe traytelah memenuhi standar kadar air berdasarkan Standar Nasional Indonesia No. 6106-2006 yaitu pada temperatur pengeringan 80ôC dengan waktu pengeringan 150 menit pada tray 1 didapatkan kadar air 7,5% .

Kata kunci: Pengering Tipe Tray, Pulp, TKKS, Pelepah Pisang, Efisiensi Thermal

(5)

ABSTRACT

PROTOTYPE OF TRAY DRYER FOR PULP DRYING BASED ON MIXTURE OF OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHES AND BANANA

STEMS (Observation of Thermal Efficiency)

Ratu Aqso Has, 2021, 65 Pages, 19 Tables, 19 Figures, 4 Attachments

The pulp drying that is carried out by the community in the household scale industry is currently still manual (conventional) by utilizing solar energy or drying in the sun so that it takes quite a long time. In response to this, it is necessary to have a dryer that can speed up the pulp drying process. The purpose of this study was to design a prototype tray-type dryer unit for drying pulp from a mixture of oil palm empty fruit bunches (TKKS) and banana midribs, determine the performance of a tray-type dryer in terms of thermal efficiency, and obtain pulp that meets the moisture content standard based on the standard. Indonesian National Number 6106-2006. The design of the prototype tray type dryer has a size of 39.5 cm x 45 cm x 39 cm made of stainless steel with a 4-level tray number using heat energy generated from a strip heater and has a forced convection system. Parameters measured in this study include, mass of material before drying, mass of material after drying, dry bulb temperature and wet bulb temperature, air velocity, relative humidity, pulp temperature before drying, and pulp temperature after drying. Variations made in this study include variations in drying temperatures of 60ôC, 70ôC, and 80ôC as well as variations in drying time of 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes and 120 minutes, 150 minutes, 180 minutes, and 210 minutes. Based on the calculation results, the highest thermal efficiency of the tray-type dryer obtained is at a drying temperature of 60ôC with a drying time of 120 minutes, which is 93.485%. The pulp produced from the tray type dryer has met the moisture content standard based on the Indonesian National Standard No.

6106-2006, namely at a drying temperature of 80^oC with a drying time of 150 minutes on 1^sttray , the moisture content is 7,5%.

Keywords: Tray Dryer, Pulp, OPEFB, Banana Stem, Thermal Efficiency

(6)

MOTTO

“Cukuplah Allah menjadi Penolong kami dan Allah adalah sebaik-baik Pelindung”

(QS. Ali-Imran:173)

“Wama Indallahi Khair,

Semua porsi kehidupan sudah Allah ukur, bersyukurlah”

“Believe in your infinite potential. Your only limitations are those you set upon yourself”

(Roy T. Bennett, The Light in the Heart)

“Believe in yourself. You are braver than you think, more talented than you know, and capable of more than you imagine”

(Roy T. Bennett, The Light in the Heart)

“You become what you do most of the time”

(Tony Robbins)

“The only impossible journey is the one you never begin”

(Tony Robbins)

“Apa yang engkau tanam itu yang engkau tuai, maka mulailah berbenah diri agar suatu saat nanti dirimu di masa depan berterima kasih atas perjuanganmu saat ini”

(Ratu Aqso Has)

Kupersembahkan Untuk :

 Kedua orang tuaku tercinta

 Saudara-saudaraku tersayang

 Sahabat-sahabatku terkasih

 Almamaterku yang telah mendewasakanku

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis haturkan atas kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Prototype Alat Pengering Tipe Tray untuk Pengeringan Pulp Berbasis Campuran Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Pelepah Pisang (Tinjauan Efisiensi Thermal Alat)”. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Kimia Program Studi DIV Teknologi Kimia Industri Politeknik Negeri Sriwijaya.

Laporan ini disusun berdasarkan data-data yang diperoleh secara langsung selama melakukan penelitian. Dalam penyusunan laporan ini penulis mendapatkan data hasil penelitian meliputi pengamatan langsung dan studi pustaka dari literatur-literatur serta dari penelitian sebelumnya.

Selama penyusunan Laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bimbingan, bantuan ,dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dr. Dipl. Ing Ahmad Taqwa. M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

2. Carlos R.S S.T., M.T., selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Ir. Jaksen, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya sekaligus Pembimbing Akademik kelas KIA Angkatan 2017 Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

4. Ahmad Zikri, S.T.,M.T.,selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya.

5. Ir. Robert Junaidi, M.T., selaku Koordinator Program Studi DIV Teknologi Kimia Industri.

6. Indah Purnamasari, S.T., M.Eng., selaku Pembimbing I Tugas Akhir.

7. Ir. Fadarina M.T.,selaku Pembimbing II Tugas Akhir.

8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kimia serta Staff Administrasi Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah banyak membekali penulis dengan ilmu yang bermanfaat selama menempuh perkuliahan.

(8)

9. Seluruh Staf laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya yang telah membantu memberikan izin dan arahan dalam pelaksanaan penelitian 10. Pak Widodo yang telah membantu dalam pembuatan alat pengering tipe

tray.

11. Orang tua dan keluarga penulis yang senantiasa memberikan doa, cinta, kasih sayang, kesabaran, dorongan dan motivasi baik secara moril maupun materil selama masa kuliah hingga bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini.

12. Teman-teman di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya, khususnya teman-teman seperjuangan 8 KIA dan 8 KIB angkatan 2017.

13. TimPulp Squad, Ayu, Ridho, Aza, Umi, Sari, dan Nyayu selaku rekan TA yang telah bekerja saling membantu dan bahu-membahu selama penelitian berlangsung.

14. Tim Petrokimia Gresik Squad, yang selalu membantu, mendukung, dan memberikan semangat satu sama lain.

15. Seluruh pihak yang telah membantu penyusunan laporan, baik berupa saran, doa, maupun dukungan, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak terdapat kekurangan didalam penulisan laporan ini, baik dari isi, materi maupun cara-cara pembahasannya dikarenakan keterbatasan pengetahuan serta ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca, yang tentunya akan mendorong penulis untuk berkarya lebih baik lagi pada kesempatan yang akan datang. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaaat bagi penulis dan semua pihak.

Palembang, September 2021 Penulis,

Ratu Aqso Has NIM 061740421549

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PENGESAHAN... ii

ABSTRAK... iv

MOTTO... vi

KATA PENGANTAR... vii

DAFTAR ISI... ix

DAFTAR TABEL... xi

DAFTAR GAMBAR... xiii

DAFTAR LAMPIRAN... xiv

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Tujuan Penelitian... 3

1.3 Manfaat Penelitian... 3

1.4 Perumusan Masalah... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5

2.1Pulp(Bubur Kertas)... 5

2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit... 6

2.3 Pelepah Pisang... 7

2.4 Pengeringan... 8

2.4.1 Mekanisme Pengeringan... 9

2.4.2 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengeringan... 12

2.4.3 Jenis-Jenis Pengeringan... 15

2.5 Pengering TipeTray (Tray Dryer)... 21

2.6 Perpindahan Panas... 25

2.6.1 Perpindahan Panas Konduksi... 25

2.6.2 Perpindahan Panas Konveksi... 26

2.7 EfisiensiThermal... 27

BAB III METODE PENELITIAN... 28

3.1 Pendekatan Desain Fungsional... 28

3.2 Pendekatan Desain Struktural... 30

3.3 Pertimbangan Percobaan... 33

3.3.1 Waktu dan Tempat... 33

3.3.2 Alat dan Bahan... 34

3.3.3 Perlakuan dan Analisis Statistik Sederhana... 35

3.3.4 Prosedur Penelitian... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 40

4.1 HasilPrototypeAlat pengering TipeTray... 40

4.1.1 Data Hasil PengamatanPrototypeAlat pengering TipeTray.... 41

4.1.2 Data Hasil PerhitunganPrototypeAlat pengering TipeTray... 42

4.2 Pembahasan... 47

(10)

4.2.1 Pengaruh Temperatur Pengeringan dan Waktu Pengeringan

terhadap Kadar AirPulp ... 47

4.2.2 Pengaruh Temperatur Pengeringan terhadap Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Laju Perpindahan Panas Konduksi ... 51

4.2.3 Pengaruh Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Laju Perpindahan Panas Konduksi terhadap Efisiensi Thermal Alat ... 55

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN... 60

5.1 Kesimpulan... 60

5.2 Saran... 60

DAFTAR PUSTAKA... 61

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Standar KualitasPulp... 5

2.2 Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit... 7

2.3 Komposisi Pelepah Pisang... 8

2.4 Perbedaan Hasil Penelitian Terdahulu... 24

4.1 Data Hasil Pengamatan TBB, TBK, Laju Udara, dan Humidity pada Temperatur Pengeringan 60^oC... 41

4.4 Data Hasil Perhitungan Kadar Air, Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Konduksi, dan Efisiensi Thermal pada Temperatur 60^oC Rak Satu... 42

4.5 Data Hasil Perhitungan Kadar Air, Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Konduksi, dan Efisiensi Thermal pada Temperatur 60^oC Rak Dua... 43

4.6 Data Hasil Perhitungan Kadar Air, Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Konduksi, dan Efisiensi Thermal pada Temperatur 60^oC Rak Tiga... 43

4.7 Data Hasil Perhitungan Kadar Air, Laju Perpindahan Panas Konveksi dan Konduksi, dan Efisiensi Thermal pada Temperatur 60^oC Rak Empat... 43

(12)

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit... 6

2.2 Pelepah Pisang... 7

2.3 Proses Perpindahan Air... 9

2.4 Proses Difusi Air di dalam Bahan... 10

2.5 Hubungan Kecepatan Pengeringan Terhadap Kadar Air... 12

2.6 Rotary Dryer... 16

2.7 Fluidized Bed Dryer... 17

2.8 Freeze Dryer... 18

2.9 Screen Conveyor Dryer... 18

2.10 Tower Dryer... 19

2.11 Screw Conveyor Dryer... 19

2.12 Spray Dryer... 20

2.13 Thin Film Dryer... 21

2.14 Pengering TipeTray... 22

2.15 Sirkulasi Udara Panas pada Ruangan PengeringTray Dryer... 23

3.1 Desain Alat PembuatanPulp... 30

3.2 Desain Alat PembuatanPulpTampak Depan... 31

3.3 Ukuran Alat PembuatanPulp... 31

3.4 Diagram Alir Perancangan dan Pengujian Alat Pengering TipeTray... 39

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

LAMPIRAN A Validasi Data... 66

LAMPIRAN B Perhitungan... 71

LAMPIRAN C Dokumentasi... 120

LAMPIRAN D Surat-Surat... 126