RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF …eprints.ums.ac.id/64529/11/NASKAH PUBLIKASI-16.pdf · pengering yang berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan

RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF ( INDUCED DRAFT

FAN ) VARIASI MASS FLOW RATE DAN WAKTU PENGERINGAN

Disusun Sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Strata I pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh:

FAISAL ARDI NUGROHO

D 200 140 254

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

i

ii

iii

1

RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN ROTARY DRYER IDF ( INDUCED DRAFT

FAN ) VARIASI MASS FLOW RATE DAN WAKTU PENGERINGAN.

Abstrak

Pengeringan singkong dilakukan secara manual (konvensional) yaitu dengan memanfaatkan

energi cahaya matahari atau dalam pengeringan sehingga memakan waktu lama, dan sangat

tergantung dengan kondisi cuaca sekitar, sedangkan hasil dari hal ini menyebabkan kadar air dari

produk tidak seragam. , dan kapasitas ubi kayu yang dihasilkan terbatas karena membutuhkan

area yang luas dalam proses pengeringan serta biaya operasional tidak sedikit. Dari masalah yang

dihadapi perlu ada pengering mekanik yang dapat membantu proses pengeringan lebih cepat.

Peralatan pengeringan yang ingin saya buat adalah pengering jenis pengering Rotary

sederhana.Desain perangkat menggunakan variasi laju aliran massa dan waktu proses

pengeringan pada silinder sirip dengan waktu 25 dan 30 menit. Data yang dihasilkan setelah

penelitian dilakukan pada waktu sirip silinder dari 25 menit hasil pengujian didapatkan

perubahan suhu yaitu 736,02⁰C, 700,24⁰C, 662,58⁰C, 640,02⁰C. Panas yang dihasilkan adalah

2033,37W, 2003,90W, 1934,33W dan 1871,52W. hasil pengurangan massa ubi kayu 0,30 Kg,

0,28 Kg, 0,24 Kg dan 0,22 Kg. Efisiensi yang didapat yaitu 34,89%, 34,52%, 33,46% dan

32,47%. Sedangkan pada silinder sirip 30 menit waktu pengujian diperoleh hasil perubahan suhu

yaitu 586,37⁰C, 626,97⁰C, 766,50⁰C, 517,30⁰C. Panas yang dihasilkan adalah 2342,38W,

2228,24W, 2112,05W dan 2038,38W. hasil pengurangan massa ubi kayu 0,37 Kg, 0,36 Kg, 0,23

Kg dan 0,19 Kg. Efisiensi yang diperoleh adalah 39,62%, 37,92%, 36,12% dan 35,08%.Hasil

penelitian menunjukkan bahwa silinder menggunakan waktu fin 30 menit lebih baik digunakan

dalam pengujian proses pengeringan karena data yang dihasilkan lebih besar dari silinder sirip 25

menit waktu uji. Semakin lama proses pengeringan menyebabkan penurunan massa singkong

yang lebih besar dan panas yang dihasilkan juga akan meningkat dan efisiensi cenderung

meningkat karena tidak kehilangan panas secara signifikan.

Kata kunci: Ubi Kayu, Rotary Dryer, IDF, Mass Flow Rate

Abstract

Cassava drying is done manually (conventionally) that is by utilizing solar light energy

or in drying so take a long time, and very dependent with the condition of the weather around,

while the result of this matter cause the water content of product is not uniform, and the resulting

dry cassava capacity is limited because it requires a large area in the drying process as well as

the cost for operational is not small. From the problems encountered there needs to be a

mechanical dryer which can help the drying process faster. The drying equipment I want to make

is a simple Rotary dryer type dryer. Device design using variation of mass flow rate and drying

process time on fin cylinder with time 25 and 30 minutes. Data produced after the research done

on the fin cylinder time of 25 minutes test results obtained temperature changes that is 736,02⁰C,

700,24⁰C, 662,58⁰C, 640,02⁰C. The heat produced is 2033,37W, 2003,90W, 1934,33W and

1871,52W. the results of cassava mass reduction of 0,30 Kg, 0,28 Kg, 0,24 Kg and 0,22 Kg.

Efficiency gained that is 34,89%, 34,52%, 33,46% and 32,47%. While on the fin cylinder 30

minutes testing time obtained results temperature changes that is 586,37⁰C, 626,97⁰C, 766,50⁰C,

517,30⁰C. The heat produced is 2342,38W, 2228,24W, 2112,05W and 2038,38W. the results of

2

cassava mass reduction of 0,37 Kg, 0,36 Kg, 0,23 Kg and 0,19 Kg. Efficiency obtained is 39,62%,

37,92%, 36,12% and 35,08%. The results showed that cylinders used fin time of 30 minutes better

test used in drying process because the resulted data is bigger than fin cylinder 25 minutes test

time. The longer the drying process leads to a larger reduction in cassava mass and the resulting

heat will also increase and efficiency tends to rise as it does not lose heat significantly.

Keywords: Cassava, Rotary Dryer, IDF, Mass Flow Rate

1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengeringan adalah proses pemindahan atau pengeluaran kandungan air bahan hingga

mencapai kandungan air tertentu. Pengeringan makanan memiliki dua tujuan utama yaitu

sebagai sarana memperpanjang umur simpan dengan cara mengurangi kadar air makanan

untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme pembusuk dan meminimalkan biaya

distribusi bahan makanan karena berat dan ukuran makanan menjadi lebih rendah

(Napitupulu dkk, 2012). Singkong adalah salah satu ubi kayu yang merupakan komoditas

pertanian yang tidak tahan lama karena sifatnya yang sangat peka terhadap investasi

jamur dan mikroba lain sehingga masa simpan dalam buah segar sangat pendek.

Pengeringan singkong yang dilakukan masyarakat saat ini masih secara manual

(konvensional) yaitu dengan memanfaatkan energi cahaya matahari atau di jemur sehingga

memakan waktu yang cukup lama, dan sangat bergantung dengan keadaan cuaca yang ada

di sekitar,sedangkan akibat dari hal tersebeut mengakibatkan kadar air produk yang

dihasilkan tidak seragam, dan kapasitas singkong kering yang dihasilkan terbatas karena

membutuhkan tempat yang luas dalam proses pengeringan tersebut serta biaya untuk

operasional yang tidak sedikit. Dari permasalahan yang dihadapi perlu adanya suatu alat

pengering mekanik yang dapat membantu proses pengeringan lebih cepat. Peralatan

pengeringan yang ingin saya buat ini adalah pengering tipe Rotary dryer yang sederhana.

Prinsip kerja dari alat pngering tipe Rotary dryer secara umum merupakan alat

pengering yang berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan

dengan tungku atau gasifier. Pengeringan pada rotary dryer dilakukan pemutaran berkali-

kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami proses pengeringan, namun juga

pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara bergantian, sehingga pengeringan yang

dilakukan oleh alat ini lebih merata dan lebih banyak mengalami penyusutan serta

mempercepat waktu pengeringan (Jumari, A dan Purwanto A., 2005).

3

Penelitian ini akan menggunakan rotary jenis fin menggunakan vacum untuk

menghisap uap air dari singkong. Penelitian ini akan mengunakan perbedaan laju aliran

massa dan waktu pada proses pengeringan, sehingga kita bisa mengetahui laju aliran massa

& waktu yang lebih baik dalam mempengaruhi pengupan air dalam produk yang

dikeringkan. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan prototipe alat mekanik pengering

singkong tipe rotary dryer fin yang sumber panasnya berasal dari kompor gas. Selain itu,

alat ini diharapkan dapat membantu masyarakat atau industri rumahan apabila dalam proses

pengeringan singkong tergangu dengan hujan serta udara yang digunakan dalam

pengeringan tidak kotor. Dengan alat ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas produk.

1.2 Tujuan Penelitian

a. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap perubahan temperatur ( hT ) waktu

( t ) pengujian 25 dan 30 menit.

b. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap kalor (qconv) yang diterima oleh

singkong waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.

c. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap perubahan massa singkong ( sm )

waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.

d. Mengetahui pengaruh mass flow rate (ṁ) terhadap efisiensi ( ) mesin rotary dryer

waktu ( t ) pengujian 25 dan 30 menit.

1.3 Batasan Masalah

a. Proses pengeringan hanya menggunakan alat bertipe rotary fin (Rotary dryer ).

b. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah variasi mass flow rate fluida dingin

0.00456 Kg/s, 0.00532 Kg/s, 0.00607 Kg/s, dan 0.00638 Kg/s untuk rortary dryer

pengujian 25 menit dan 0.00493 Kg/s, 0.00536 Kg/s, 0.00528 Kg/s, dan 0.00762 Kg/s

untuk rortary dryer pengujian 30 menit

c. Sumber panas untuk mesin ini menggunakan kompor gas tidak menggunakan sumber

panas lainnya.

d. Suhu yang awal yang digunakan dalam penelitian untuk Thi sebesar > 600 °C dan Tho

sebesar > 110 °C.

4

e. Mesin Rotary Dryer akan digerakkan dengan motor penggerak dengan kecepatan

konstan.

1.4 Tinjauan Pustaka

Farel (2012), melakukan penelitian dan pengujian tentang alat pengering kakao

dengan tipe cabinet dryer untuk kapasitas 7,5 kg per-siklus. dengan ukuran kabin

simulasi Panjang 60 cm, Lebar 40 cm, Tinggi 150 cm dengan bahan Pelat baja karbon

St 37. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah suhu antara 60°C, 70°C dan

80°C, dengan selang waktu 8-10 jam, alat pengering ini mampu mengeringkan bahan

bahar dari kadar air sekitar 51% - 60% menjadi 6,450 % sampai 7,315 %.

Dyah (2013), melakukan penelitian tentang Analisis Pengeringan Sawut Ubi Jalar

(Ipomoea batatas L.) Menggunakan Pengering Efek Rumah Kaca (ERK), dengan

ukuran Bangunan pengering berukuran 2.15 m x 1.75 m x 1.9 m Perlakuan pemutaran

rak sebesar 450 setiap 60 menit (percobaan 3) menghasilkan tingkat keseragaman yang

lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Untuk menurunkan kadar air sawut

ubi jalar dibutuhkan waktu 13.5 jam, atau laju pengeringan rata-rata 22.4 %bk/jam.

Konsumsi energi untuk menguapkan 1 kg air dari produk adalah 35.15 MJ/kg dengan

efisiensi pengeringan sebesar 7.47%. sehingga alat pengering ini mampu

mengeringkan dari kadar air 72,8 % bb menjadi 9.5 % bb.

Ahmad dkk (2015), melakukan penelitian tentang Uji Kinerja Rotary Dryer

Berdasarkan Efisiensi Termal Pengeringan Serbuk Kayu Untuk Pembuatan Biopelet,

Pada peneltian ini, telah dibuat prototipe alat pengering biomassa tipe rotary dryer.

Dalam pengujian kali ini, ahmad dkk menggunakan bahan bahan baku serbuk kayu

untuk pembuatan biopallet sebanyak 250 gr, dengan kandungan kadar air yang terdapat

pada biomassa berkisar antara (15-20%). Kemudian variasi yang digunakan yaitu

waktu pengeringan antara 0,5 jam, 0,75 jam, dan 1 jamdan suhu yang digunakan untuk

proses pengeringan tersebeut sebesar 60°C. Dengan variasi waktu yang digunakan

tersebut alat pengering ini mampu menurunkan dari kadar air (15-20%) menjadi yaitu

berkisar antara 6,93 % sampai 3,40 % dan hasil tersebut memenuhi standar SNI yaitu

≤ 8 %.

5

El zaky dkk (2017), melakukan penelitian dan pengujian tentang Perancangan

Mesin Pengering Hasil Pertanian Secara Konveksi dengan Elemen Pemanas Infrared

Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno dengan Sensor DS18B20. Ketiga sensor ini

berfungsi sebagai pengukur perubahan suhu dan kelembaban di dalam oven dengan

nilai suhu parameter yang dibutuhkan dalam proses pengeringan adalah 60°C, Bahan

yang digunakan dalam penelitian ini adalah (pisang wak atau di indonesia sering juga

disebut pisang klotok).Kadar air pisang sebelum dikeringkan cukup tinggi yaitu sekitar

65-75%. Beban yang digunakan disini adalah pisang wak sebanyak ±540gram dengan

pengeringan tersebut, alat ini mampu dapat mengeringkan dari kelembaban 62,20%

menjadi 26% dalam waktu kurang dari 6 jam.

1.5 Dasar Teori

1.5.1 Rotary Dryer

Rotary dryer atau bisa disebut drum dryer merupakan alat pengering

berbentuk sebuah drum yang berputar secara kontinyu yang dipanaskan dengan

tungku atau gasifier (Earle, 1969). Pengeringan pada rotary dryer dilakukan

pemutaran berkali-kali sehingga tidak hanya permukaan atas yang mengalami

proses pengeringan, namun juga pada seluruh bagian yaitu atas dan bawah secara

bergantian, sehingga pengeringan yang dilakukan oleh alat ini lebih merata dan

lebih banyak mengalami penyusutan. Selain itu rotary ini mengalami pengeringan

berturut-turut selama satu jam tanpa dilakukan penghentian proses pengeringan.

Pengering rotary ini terdiri dari unit-unit silinder, dimana bahan basah masuk

diujung yang satu dan bahan kering keluar dari ujung yang lain (Jumari, A dan

Purwanto A., 2005).

6

Gambar 1. Sket Rotary Dryer sederhana

1.5.2 Fin

Terdapat dua cara dalam meningkatkan laju perpindahan panas yaitu

meningkatkan koefisien laju perpindahan panas dan meningkatkan luasan

permukaan kontak fluida (Changel 2003). Meningkatkan luasan permukaan dapat

diperbesar dengan menambahkan sirip atau fin. Beberapa bentuk atau jenis sirip

dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 2. Macam-macam Internal Logitudinal Fin

1.5.3 Analisa Pengurangan Massa Singkong

a. Pengurangan massa singkong

7

)1..(......................................................................21 mmms

dimana :

∆ms = Pengurangan massa singkong (kg)

m1 = Massa awal singkong (kg)

m2 = Massa akhir singkong (kg)

b. Laju pengupan air

)2(................................................................................t

mm

s

dimana :

ṁ = Laju penguapan air (kg/s)

∆ms = Pengurangan massa singkong (kg)

t = Waktu (s)

1.5.4 Reynolds Number

Reynolds numbers pada silinder berputar dirumuskan dengan

(Koestoer,2002) :

)3....(......................................................................2

Re2

v

Dw

dimana :

Rew = Reynolds number

D = Diameter silinder (m2)

ώ = Kecepatan putar silinder (rad/s)

ѵ = Viscositas kinematik (m2/s)

1.5.5 Nusselt Number

Nusselt number pada silinder berputar horizontal dapat dirumuskan dengan

(Koestoer,2002) :

)4(................................................................................Re5,0 5,0wNu

8

1.5.6 Analisa Kalor Bahan Bakar

a. Nilai kalor bahan bakar

Qbb=ṁ.HHV .......………………………………………………….(5)

dimana :

Qbb = Kalor bahan bakar (W)

ṁ = Laju bahan bakar LPG (kg/s)

HHV = Higt Heating Value LPG (J/kg)

b. Nilai kalor penguapan air

Qv = ṁ.hfg…………………………………………………...(6)

dimana :

Qv = Kalor penguapan air (W)

ṁ = Laju penguapan air (Kg/s)

hfg = Enthhalpy penguapan air (J/kg)

1.5.7 Perpindahan Panas Konveksi

Qconv = h A (Thi-Tho)………………………………………….…..(7)

dimana :

Qc onv = Laju perpindahan panas konveksi (W)

h = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2K)

A = Luas Penampang

Thi = Temperatur masuk sistem (°C)

Tho = Temperatur keluar sistem (°C)

1.5.8 Efisiensi Pembakaran

%100cov

xQ

QQ

bb

v .................................................................(8)

dimana :

η = Efisiensi pembakaran (%)

Qconv = Laju perpindahan panas konveksi (W)

Qv = Kalor penguapan (W)

9

Qbb = Kalor bahan bakar (W)

2. METODE

2.1 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3. Diagram Alir Penelitian

2.2 Alat Pengujian

1. Alat pengering Rotary Dryer

2. Tachometer digital

10

3. Termoreader & Termocauple

4. Timbangan

5. Stopwatch

6. Pisau

7. Sarung tangan

2.3 Bahan Pengujian

1. Singkong

2. udara

3. Gas LPG

2.4 Rancangan Alat Rotary Dryer

Gambar 4. Rancangan alat rotary dryer fin sederhana menggunakan vacum.

2.5 Instalasi Penelitian

Gambar 5. Skema instalasi penelitian

11

Keterangan :

1. Statorwall (terbuat dari kayu)

2. Pipa saluran keluar uap

3. Tabung LPG

4. Gear Reduser

5. Motor Listrik

6. Kompos Gas

7. Saluran masuk Air Heater (ditutup)

8. Thermocouple ( Thi )

9. Thermoreader

10. Thermocouple ( Tho )

11. Cover Rotary Dryer

12. Drum Rotary Dryer

13. vacum

Gambar 6. Skema aliran fluida pada Rotary dryer

Keterangan :

= Aliran fluida gas penguapan

= Aliran fluida panas

12

2.6 Langkah Pengujian

Pengujian Rotary Dryer Fin :

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam pengujian, serta

memastikan alat ukur yang digunakan berfungsi dengan baik.

b. Memasang alat-alat yang akan digunakan pada saat pengujian sesuai dengan

skema pemasangan atau instalasi pengujian.

c. Menimbang LPG sebelum penggunaan.

d. Memasang vacum pada lubang rotary dryer dan mengatur mass flow rate sessuai

pengujian yang diinginkan.

e. Memasukan singkong ke dalam mesin pengering sebanyak 1 Kg, kemudian

menyalakan kompor gas untuk memanaskan Rotary dryer sampai diperoleh

temperatur Tco sebesar 110 oC

f. Setelah suhu awal tercapai, menyalakan alat Rotary dryer dan thermocouple

selama 25 menit.

g. Mencatat data temperatur pada Thermoreader setiap 5 menit sekali untuk waktu

5, 10, 15, 20 dan 25 menit

h. Setelah pengujian sesuai waktu spesifikasi, mematikan thermocouple, alat

Rotary dryer dan kompor gas.

i. Mengambil singkong yang telah dikeringkan, kemudian timbang massa

singkong setelah dikeringkan dan massa tabung gas LPG setelah pengujian

j. Mendinginkan alat Rotary Dryer hingga suhu normal.

k. Melakukan pengujian seperti langkah-langkah di atas dengan menggunakan

waktu yang berbeda yaitu untuk waktu 30 menit pengambilan data setiap 10

menit sekali. Dan merubah bukaan lubang vacum ke spesifikasi pengujian

selanjutnya.

13

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur (∆Th) selama

25 menit.

Grafik 7. Pengaruh Mass Flow Rate IDF ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur

(∆Th) pada Silinder Fin.

Perubahan temperatur pada penggunaan silinder Fin terbesar pada mass flow

rate IDF pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 736,02 °C. Tetapi pada waktu pengujian

0,00638 kg/s , perubahan temperatur sebesar 640,02 °C. Berdasarkan data pengujian

yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa bahwa semakin kecil bukaan katup pada

vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk menghisap

fluida panas pada silinder, sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan

akan berdampak pada perubahan temperatur yang terjadi akan semakin besar, karena

fluida yang terdapat dalam silinder tidak dikeluarkan dengan sempurna.

736,02700,24

662,58 640,02

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0,00456 0,00532 0,00607 0,00638

Pe

rub

ah

an

Te

mp

era

tur

(⁰C

)

mass flow rate IDF ( kg/s)

14

3.2 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima Singkong,

selama 25 menit

Grafik 8. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima

Singkong pada Silinder Fin.

Kalor yang diterima pada silinder Fin terbesar pada Mass Flow Rate

pengujian 0,00456 kg/s sebesar 4953,75 W. Tetapi pada pengujian 0,00638kg/s ,

kalor yang diterima sebesar 4369,02 W. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan

dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup pada vacum, maka semakin

kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk menyedot fluida pada silinder,

sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak pada

perubahan kalor yang dierima singkong semakin besar. Karena fluida panas yang

terdapat dalam silinder tidak mampu dikeluarkan secara sempurna oleh vacum.

2033,37 2003,901934,33 1871,52

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

0,00456 0,00532 0,00607 0,00638

Kal

or

yan

g d

iter

ima

sin

gko

ng (

W )

mass flow rate IDF ( kg/s)

15

3.3 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong (∆m)

selama 25 menit

Grafik 9. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong

(∆m) pada Silinder Fin.

Perubahan massa singkong pada penggunaan silinder Fin terbesar pada mass

flow rate pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 300 g. sedangkan pada mass flow rate

pengujian 0,00638 kg/s, perubahan massa singkong sebesar 220 g . Berdasarkan data

pengujian yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup

pada vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk

menyedot fluida pada silinder, maka hal tersebut dapat mempercepat proses

pengeringan pada alat Rotary dryer dan semakin lama proses pengeringan, maka

pengurangan atau perubahan massa singkong akan semakin besar.

300280

240220

0

50

100

150

200

250

300

350

0,00456 0,00532 0,00607 0,00638

Peru

bahan M

assa S

ing

kong

( g

r )

Mass Flow Rate IDF ( kg/s )

16

3.4 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efesiensi (η) Alat Rotary Dryer selama

25 menit

Grafik 10. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efisiensi (η) Rotary Dryer

pada Silinder Fin.

Efisiensi alat Rotary Dryer pada silinder Fin terbesar pada mass flow rate

pengujian 0,00456 kg/s, sebesar 78,57%. Tetapi pada mass flow rate pengujian

0,00638 kg/s , efisiensi sebesar 69,82%. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan

dapat disimpulkan bahwa bahwa semakin besar bukaan katup pada vacum, maka

semakin besar juga mass flow rate yang digunakan untuk menyedot fluida pada

silinder, sehingga semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak

pada effisiensi mesin rotary yang semakin mengecil karena pembebanan pada rotary

mengecil sehingga tidak menggunakan vacum secara besar, sehingga mengakibatkan

effisiensi yang dihasilkan semakin tinggi ketika katup bukaan katup pada vacum

berada di posisi titik nol.

34,8934,52

33,46

32,47

31,00

31,50

32,00

32,50

33,00

33,50

34,00

34,50

35,00

35,50

0,00456 0,00532 0,00607 0,00638

effe

sien

si (

η )

mass flow rate IDF ( kg/s)

17

3.5 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur (∆Th)

selama 30 menit.

Grafik 11. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Temperatur

(∆Th) pada Silinder Fin.

Perubahan temperatur pada silinder Fin terbesar terjadi pada mass flow rate

pengujian 0,00528 kg/s , sebesar 766,5 °C. Tetapi pada mass flow rate 0,00762 kg/s

, perubahan temperatur sebesar 517,3 °C. Berdasarkan data pengujian yang

dihasilkan menunjukan bahwa terjadi ketidakstabilan aliran di dalam silinder rotary

karena pengaruh dari aliran fluida itu yang mengakibatkan terjadinya perubahan

temperatur fluktuatif pada mesin rotary atau bisa juga karena terjadinya kebocoran

fluida di dalam cover silinder yang sudah tidak presisi bentuknya akbiat dari

perlakuan pada waktu pengujian

586,37626,97

766,5

517,3

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,00493 0,00536 0,00528 0,00762

Pe

rub

ah

an

Te

mp

era

tur

(⁰C

)

mass flow rate IDF ( kg/s)

18

3.6 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang Diterima Singkong,

selama 30 menit

Grafik 12. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Kalor (Qconv) yang

Diterima Singkong pada Silinder Fin.

Kalor yang diterima pada silinder Fin terbesar pada Mass Flow Rate pengujian

0,00493 kg/s sebesar 3715,55 W. Tetapi pada pengujian 0,00762 kg/s , kalor yang

diterima sebesar 3202,57 W. Berdasarkan data pengujian yang dihasilkan dapat

disimpulkan bahwa bahwa semakin kecil bukaan katup pada vacum, maka semakin kecil

juga mass flow rate yang digunakan untuk menghisap fluida pada silinder, sehingga

semakin lama proses pengujian yang dilakukan akan berdampak pada perubahan kalor

yang dierima singkong semakin besar. Karena fluida panas yang terdapat dalam silinder

tidak mampu dikeluarkan secara sempurna oleh vacum.

2342,382228,24

2112,05 2038,38

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

2500,00

0,00493 0,00536 0,00528 0,00762

kal

or

(qco

nv)

yan

g d

iter

ima

Mass Flow Rate IDF ( kg/s )

19

3.7 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong (∆m)

selama 30 menit.

Grafik 13. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Perubahan Massa Singkong

(∆m) pada Silinder Fin selama 30 menit.

Perubahan massa singkong pada penggunaan silinder Fin terbesar pada

mass flow rate pengujian 0,00493 kg/s , sebesar 370 g. sedangkan pada mass flow

rate pengujian 0,00762 kg/s, perubahan massa singkong sebesar 190 g . Berdasarkan

data pengujian yang dihasilkan dapat disimpulkan bahwa semakin kecil bukaan katup

pada vacum, maka semakin kecil juga mass flow rate yang digunakan untuk

menyedot fluida pada silinder, maka hal tersebut dapat mempercepat proses

pengeringan pada alat Rotary dryer dan semakin lama proses pengeringan, maka

pengurangan atau perubahan massa singkong akan semakin besar.

370 360

230

190

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0,00493 0,00536 0,00528 0,00762Peru

bahan M

assa S

ing

kong

(g

r)

mass flow rate IDF ( kg/s)

20

3.8 Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efesiensi (η) Alat Rotary Dryer selama 30

menit

Grafik 14. Pengaruh Mass Flow Rate ( kg/s ) Terhadap Efisiensi (η) Rotary Dryer pada

Silinder Fin.

Efisiensi tertinggi terjadi pada pengujian mass low rate 0,00493 kg/s dengan besar

efisiensi yang didapatkan adalah 60,16% , sedangkan untuk efisiensi terkecil

didapatkan dari pengujian mass flow rate 0,00762 kg/s dengan efisiensi sebesar

52,49%. Berdasarkan data yang diperoleh dapat disimpulakn bahwa semakin kecil

penggunaan katup bukaan pada blower sebagai pengaruh terhadap efsiensi rortary

akan berdampak pada besarnya efisiensi yang dihasilkan, karena uap panas dalam

rotary tersebut tidak terserap keluar secara maksimal oleh vacum, sehingga membuat

terjadinya proses penguapan didalam tabung yang membuat singkong menjadi matang

secara sempurna dan berpengaruh terhadap massa akhir singkong yang mengalami

penyusutan.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan mengenai perancangan alat prototipe Rotary

Dryer , dapat disimpulkan bahwa :

a. Dari data penelitian waktu pengujian 30 menit Perubahan temperatur pada silinder

Fin terbesar pada mass flow rate IDF 0,00528 kg/s , sebesar 766,5 °C Tetapi pada

silinder Fin mass flow rate IDF 0,00762 kg/s , perubahan temperatur sebesar

517,3 °C. Sedangkan pada silinder Fin waktu pengujian 25 menit terbesar pada

mass flow rate IDF pengujian 0,00456 kg/s , sebesar 736,02 °C. Tetapi pada mass

flow rate IDF pengujian 0,00638 kg/s , perubahan temperatur sebesar 640,02 °C.

Jadi,dari data tersebut dapat disimpulkan semakin lama proses pengeringan maka

39,6237,92

36,12 35,08

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

0,00493 0,00536 0,00528 0,00762

effe

sien

si (

η

)

Mass Flow Rate IDF ( kg/s )

21

perubahan temperatur akan semakin besar dan hasil terbaik didapat pada

pengujian waktu 30 menit.

b. Dari data penelitian kalor yang diterima pada waktu 30 menit terbesar 3715,55W

sedangkan pada waktu 25 menit sebesar 4953,75W. Jadi, semakin lama proses

pengeringan kalor yang dihasilkan akan mendapaatkan hasi besar yang sama.

c. Dari data penelitian rotary pengujian 25 menit Perubahan massa singkong pada

mass flow rate 0,00638 kg/s terjadi perubahan massa 0,22 Kg sedangkan pada

mass flow rate 0,00456 kg/s terjadi perubahan massa sebesar 0,30 Kg dan

pengujian 30 menit Perubahan massa singkong pada mass flow rate 0,00762 kg/s

terjadi perubahan massa 0,19 Kg sedangkan pada mass flow rate 0,00493 kg/s

terjadi perubahan massa sebesar 0,37 Kg Jadi, pengujian menggunakan waktu 30

menit menunjukkan hasil yang lebih baik daripada waktu 25 menit, perubahan

massa singkong selama proses pengeringan semakin lama waktu yang digunakan

dalam proses pengeringan , maka pengurangan massa dalam singkong juga akan

semakin besar.

d. Dari data penelitian semakin lama proses pengeringan maka efisiensi alat akan

semakin menurun diakibatkan karena penggunaan alat serta bahan yang

mengakibatkan pembebanan berlebih pada mesin rotary dryer. Data waktu

pengujian 25 menit yang dihasilkan yakni 78,57%, 75,62%, 72,15% dan 69,82%

untuk waktu pengujian 30 menit 60,16%, 57,76%, 55,99%, 52,49% masing variasi

mass flow rate penelitian.

4.2 Saran

Dari penelitian yang dilakukan ini, penulis masih menyadari masih ada kekurang.

Maka dari itu penulis memberi saran sebagai berikut :

a. Dalam proses pengujian harus lebih teliti dalam membaca suhu yang ada pada alat

ukur termoreader.

b. Selama proses pengujian peneliti mengalami kesusahan dalam mengatur suhu

yang akan digunakan untuk memanaskan alat rotary dryer. Untuk pengujian

selanjutnya mungkin bisa memvariasikan suhu dalam proses pemanasan.

c. Dalam melakukan penelitian dalam suatu kelompok harus kompak dan saling

membatu dalam melakukan proses pengujian.

DAFTAR PUSTAKA

Earle, R. L. 1969. Satuan Operasi Dalam Pengolahan Pangan. Sastra Hudaya. Bogor.

Hakim, El Zaky Rizki dkk. 2017. Perancangan Mesin Pengering Hasil Pertanian Secara Konveksi

dengan Elemen Pemanas Infrared Berbasis Mikrokontroler Arduino Uno dengan Sensor

DS18B20. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala. (Vol.2 No.3 2017)

Holman, J. P. 1988. Perpindahan Kalor. Erlangga. Jakarta

22

Jumari, A dan Purwanto A. 2005. .Design Of Rotary Dryer For Improving The Quality Of Product

Of Semi Organic Phosphate Fertilizer. Jurusan Teknik Kimia F.T.UNS : Solo

Koestoer, Raldi Artono. 2002. Perpindahan Kalor. Salemba Teknika. Jakarta

Napitupulu Farel H dkk. 2012. perancangan dan pengujian alat pengering kakao dengan tipe

cabinet dryer untuk kapasitas 7,5 kg per-siklus. Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.

(vol II, halm 9)

Rahayuningtyas Ari, Nok Afifah, Aidil Haryanto dan Seri Intan Kuala. 2015. Pengeringan

Lapisan Tipis Irisan Singkong Menggunakan Pengering Infrared. Pusat Pengembangan Teknologi

Tepat Guna (Pusbang TTG-LIPI).

Wulandari, dyah. 2013. Analisis Pengeringan Sawut Ubi Jalar (Ipomoea batatas L.)

Menggunakan Pengering Efek Rumah Kaca (ERK). Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,

Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga, Bogor 16690 (Vol. 1, No. 1)

Zikri, ahmad dkk. 2015. uji kinerja rotary dryer berdasarkan efisiensi termal pengeringan

serbuk kayu untuk pembuatan biopelet. Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya. (No. 2, Vol. 21)