SKRIPSI ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING Oleh : I Nyoman Adi Sastrawan 1004305019 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2016
SKRIPSI
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN
ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh :
I Nyoman Adi Sastrawan
1004305019
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
v
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN
ATA BERBAHAN BAKAR BRIKET SABUT KELAPA DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh : I Nyoman Adi Sastrawan
Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.
Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRAKSI
Untuk membantu pengrajin ata dalam menghadapi musim hujan,
meningkatkan jumlah hasil produk anyaman, dan menjaga kualitas produksi
yang dihasilkan, telah dibuat alat pengering yang memanfaatkan kompor
biomassa sebagai sumber dari uap panasnya. Dimana untuk meningkatkan
performansi alat pengering dilakukan pengujian dengan menggunakan type
rak yang berbeda.
Penelitian ini memakai bahan bakar briket sabut kelapa, dan dilakukan
dengan memvariasikan type rak, yaitu menggunakan type rak plat datar dan
type rak berlubang. Pengujian dilakukan sekali untuk satu type rak. Dalam
pengujian ini, material yang dikeringkan adalah anyaman ata. Waktu untuk
pengujian ini adalah 270 menit. Kemudian hasil dirata-ratakan untuk
selanjutnya dilakukan perhitungan agar mendapatkan energi berguna (Ėuse),
energi suplai (Ėin), energi keluar cerobong (ĖLC), energi keluar abu (ĖLA), energi
keluar kompor (ĖLTK), energi keluar saluran penghubung (ĖLTS), energi keluar ruang
pengering (ĖLTP).
Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, variasi tipe rak
plat datar dapat menghasilkan energi berguna (Ėuse) lebih baik daripada
menggunakan type rak berlubang. Sedangkan energi yang terbuang (Ėloss) dan energi
masuk (Ėin) lebih besar type rak berlubang daripada type rak plat datar.
Kata Kunci :Analisa Energi, Tipe rak, Anyaman ata, Alat Pengering, Briket Sabut
Kelapa.
vi
ENERGY ANALYSIS SYSTEM BASED FUEL DRYER WOVEN
ATA COCONUT HUSK BRIQUETTES BY VARYING THE RAK
TYPE DRYER
Author : I Nyoman Adi Sastrawan
Guidance : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.
Dr.Ir. I Wayan Bandem Adnyana, M.Erg
ABSTRACT
To help artisans ata in the face of the rainy season, increase the number
of results webbing products, and maintain the quality of the resulting
production, has made a dryer that utilizes biomass stoves as a source of
steam heat, Where to increase dryer performance testing using different types
of shelves.
The study used the coconut husk fuel briquettes, and carried out by
varying the type of rack, that is using flat plate type rack and type perforated
shelves. Testing is done once for one type of rack. The time for this test is
270 minutes. Then the results were averaged for further calculations in order
to obtain useful energy (Ėuse), energy supply (Ė in), energy out chimney (ĖLC),
energy out ash (ĖLA), energy out stove (ĖLTK), energy exit conduit (ĖLTS),
energy out of the drying chamber (ĖLTP).
From the results of tests and calculations have been carried out, various
types of flat plate rack can generate useful energy (Ėuse) is better than using
type perforated shelves. While energy is wasted (Ė loss) and the incoming
energy (Ėin) larger type than the type of rack shelves perforated flat plate.
Key word : analysis Energy, rack type, Webbing ata, Dryer, Fuel.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena
atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan proposal skripsi yang
berjudul :
“Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar
Briket Sabut Kelapa Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering”
Dalam penyusunan proposal skripsi ini penulis tidak sediki t mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST, Masc, Ph.D, selaku
Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I
dalam penulisan proposal skripsi ini.
3. Bapak Dr. Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg, selaku Dosen
Pembimbing II dalam penulisan proposal skripsi ini.
4. Bapak Si Putu Gunawan Tista, ST.MT, selaku koordinator Skripsi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana.
5. Prof. Dr. Ir. I Gusti Bagus Wijaya Kusuma selaku Dosen Pembimbing
Akademik.
6. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Udayana.
7. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah
membantu dalam penyelesaian proposal skripsi.
8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil
maupun spiritual yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa proposal skripsi ini tentu jauh dari
kesempurnaan mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang
penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif
viii
sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis
mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada
kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan proposal skripsi ini.
Bukit Jimbaran, .......................
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................... iv
ABSTRAKSI .......................................................................................... v
ABSTRACT ........................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xi
DAFTAR TABEL ................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang… ................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 3
1.3 Batasan Masalah ................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 4
BAB II LANDASAN TEORI ................................................................ 5
2.1 Gambaran Umum Ata.......................................................... 5
2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata .................. 5
2.2 Biomassa ............................................................................ 7
2.2.1 Sabut Kelapa .............................................................. 8
2.2.2 Sabut Kelapa Sebagai Energi Alternatif ...................... 9
2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan .......................................... 10
2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan .......................................... 10
2.3.2 Pepindahan Massa ...................................................... 13
2.4 Perpindahan Panas .............................................................. 14
2.4.1 Perpindahan Panas Konduksi .................................... 14
2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi .................................... 15
2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi ....................................... 17
2.5 Udara Pengering ................................................................. 18
2.5.1 Aliran Udara Pengering ............................................ 18
2.6 Kelembaban Udara .............................................................. 18
2.7 Sistem Pengering Buatan .................................................... 19
2.8 Stack Effect ........................................................................ 20
2.9 Nilai Kalor ......................................................................... 20
2.10 Kesetimbangan Energi ........................................................ 22
2.11 Laju Massa Bahan Bakar ..................................................... 24
2.12 Performansi Pengeringan..................................................... 25
BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 26
3.1 Tempat atau Lokasi Penelitian ............................................ 26
x
3.2 Jumlah Populasi (variable) .................................................. 26
3.2.1 Variabel Terikat ......................................................... 26
3.2.2 Variabel Bebas ........................................................... 26
3.3 Alat dan Bahan ................................................................... 27
3.3.1 Alat ........................................................................... 27
3.3.2 Bahan Penelitian ........................................................ 33
3.4 Instalasi Penelitian …………………………………….. ........ 33
3.4.1 Pembuatan Briket Sabut Kelapa .................................. 33
3.4.2 Bomb Calorimeter ...................................................... 34
3.5 Rancangan Penelitian ……………………………………. ..... 37
3.5.1 Spesifikasi Alat .......................................................... 38
3.5.2 Deskripsi Alat ............................................................ 39
3.6 Diagram Alir Penelitian ………………………………… ...... 41
3.7 Metode Pengolahan Data ………………………………….. ... 42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 43
4.1 Analisa Data …………………………………….. .................. 43
4.2 Data Hasil Pengamatan …………………………………….. .. 43
4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar.. ................... 44
4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang…………… ... 54
4.5 Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar Dan Rak
Berlubang….............................................. ............. 63
4.6 Distribusi Temperatur…………… ....................................... 69
4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur…………… ................. 72
BAB V PENUTUP ................................................................................. 74
5.1 Kesimpulan …………………………………….. ................... 74
5.2 Saran …………………………………….. ............................. 74
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………. 75
LAMPIRAN………………………………………………………………. 76
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan .................... 2
Gambar 2.1 Berbagai Bentuk Kerajinan Ata........... .............................. 5
Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata ..................... 6
Gambar 2.3 Sabut Kelapa .................................................................... 9
Gambar 2.4 T-V Diagram .................................................................... 12
Gambar 2.5 Perpindahan Panas Konduksi Pada Dinding Datar ............. 15
Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konveksi Dari Permukaan Media
Padat Ke Fluida Mengalir ................................................. 16
Gambar 2.7 Sistem pengeringan ........................................................... 22
Gambar 3.1 Timbangan Digital ............................................................ 28
Gambar 3.2 Kamera Digital ................................................................. 28
Gambar 3.3 Thermokopel .................................................................... 28
Gambar 3.4 Stopwatch ......................................................................... 29
Gambar 3.5 Korek Api ......................................................................... 29
Gambar 3.6 Minyak Tanah …………………………….. ....................... 30
Gambar 3.7 Alat Penghalus Sabut Kelapa ............................................ 30
Gambar 3.8 Alat Pencetak Briket ……………………… ........................ 31
Gambar 3.9 Kompor ............................................................................ 31
Gambar 3.10 Baskom ............................................................................ 32
Gambar 3.11 Panci ................................................................................ 32
Gambar 3.12 Alat Uji Bomb Calorimeter ............................................... 36
Gambar 3.13 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak
Pengering Type Plat Datar ................................................ 37
Gambar 3.14 Skematik Rancangan Penelitian Menggunakan Rak
Pengering Type Kisi ......................................................... 38
Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian .................................................... 41
Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Laju Energi Masuk ........................... 64
Gambar 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna ................................... 65
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor ..... 66
Gambar 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran
Penghubung ...................................................................... 67
Gambar 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Ruang Pengering .. 68
Gambar 4.6 Laju Energi Losses Pada Cerobong ................................... 69
Gambar 4.7 Grafik waktu terhadap T in ................................................. 70
Gambar 4.8 Grafik waktu terhadap Tout ................................................ 70
Gambar 4.9 Grafik waktu terhadap penurunan massa ............................ 71
Gambar 4.10 Grafik Perbandingan distribusi temperatur ........................ 72
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Tabel Ultimate Analysis Of Biomassa................................... 8
Tabel 4.1 Data hasil pengujian tipe rak plat datar................................... 43
Tabel 4.2 Data hasil pengujian tipe rak berlubang................................... 44
Tabel 4.3 Perbandingan data hasil pengolahan rak plat datar dan rak
berlubang............................. ................................... 63
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Gambar rancangan alat....................................................... 77
Lampiran 2. Gambar pembuatan briket............................. ...................... 86
Lampiran 2. Gambar Pembuatan alat.......................... ........................... 86
Lampiran 2. Gambar proses melapisi alat dengan material glasswool dan
aluminium foil.................................................................. 87
Lampiran 2. Gambar proses pembuatan pellet............ ............................ 87
Lampiran 3. Gambar pengujian nilai kalor masing-masing bahan bakar.. 88
Lampiran 3. Gambar menimbang massa bahan bakar ......... .................... 88
Lampiran 4. Gambar menimbang massa anyaman ata............................. 89
Lampiran 4. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan
menggunakan plat datar.................................................... 89
Lampiran 5. Gambar proses memasukkan bahan bakar ke dalam kompor. 90
Lampiran 5. Gambar meletakkan anyaman ata ke ruang pengeringan
menggunakan tipe rak berlubang....................................... 90
Lampiran 5. Tabel saturated water...................................................... ... 91
Lampiran 5. Hasilpengujian nilai kalor.......... ........................................ 92