Drying

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA

DRYING D-2

Disusun Oleh :

Fajar Putera Pradika ( 121120041)

M. Fikri Hariqi (121120044)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” YOGYAKARTA

2014

LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN

PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA DRYING

(D2)

Disusun Oleh :

Fajar Putera Pradika ( 121120041)

M. Fikri Hariqi (121120044)

Yogyakarta, Juni 2014

Disahkan Oleh,

Assisten Pembimbing

( Hardin Kurnia Utami)

i

INTISARI

Salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk yang

mempumyai kandungan air yang diinginkan dalam indutri adalah dengan

pengeringan (drying). Pengeringan (drying) zat padat berarti pemisahan sejumlah

kecil air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan sisa zat

cair di daklam zat padat itu sampai – sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima.

Pada percobaan ini menggunakan alat pengering, yaitu oven dan cara

pemberian panasnya adalah secara langsung. Operasi pengeringan terputus–putus

(batch). Percobaan ini menggunakan sampel kayu yang berbentuk silinder pejal dan

bola pejal. Hal pertama yang dilakukan adalah menimbang bahan padat basah

sebagai berat mula– mula, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 80o C.

Pada selang waktu 2 menit, bahan diambil untuk di timbang sebagai berat setelah

pengeringan. Cara ini dilakukan berulang – ulang sampai diperoleh berat konstan.

Dari hasil percobaan pada selang waktu 2 menit, diperoleh hasil untuk silinder

berlubang kadar air rata – rata (X) 0,759962 %, kecepatan pengeringan rata – rata

0,0006455 gram/cm2.menit, koefisien pengeringan (KG) 3,592 .10-4 /menit, koefisien

transfer massa (KO) 0,001379 g/cm2. Menit, dan koefisien transfer panas (H) 2,364. 10-

3 menit .° F-1 . Untuk bola pejal kadar air rata – rata (X) 0,59267 %, kecepatan

pengeringan rata – rata 0,00080748 gram/cm2.menit, koefisien pengeringan (KG)

4,493x 10-3 /menit, koefisien transfer massa (KO) 0,04272 g/cm2. Menit, dan koefisien

transfer panas (H) 2,364. 10-3 menit .° F-1. Untuk silinder pejal kadar air rata – rata (X)

1,173 %, kecepatan pengeringan rata – rata 0,001018 gram/cm2.menit, koefisien

pengeringan (KG) 5,665 x 10-4 /menit, koefisien transfer massa (KO) 0,05386g/cm2.

Menit, dan koefisien transfer panas (H) 6,295. 10-4 menit .° F-1.

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas rahmat Allah SWT atas selesainya makalah Praktikum Dasar

Teknik Kimia ini. Makalah ini disusun sebagai rangkaian akhir dari Praktikum Dasar

Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri UPN “ Veteran” Yogyakarta.

Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada pihak – pihak yang telah

banyak membantu menyusun makalah ini, diantaranya :

1. Ir. Gogot Haryono, MT selaku kepala laboratorium Praktikum Dasar Teknik

Kimia

2. Hardin Kurnia Utami selaku asisten pembimbing pelaksana praktikum.

3. Staf Laboratorium Dasar Teknik Kimia UPN “Veteran” Yogyakarta.

4. Rekan – rekan sesama praktikan

5. Pihak – pihak yang telah membantu tersusunnya makalah ini.

Penyusun juga mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat

membvangun untuk kesempurnaan penyusunan makalah ini. Akhir kata semoga

makalah ini dapat bermanfaat bagui penyusun khususnya dan pembaca pada

umumnya.

Yogyakarta, Juni 2014

Penyusun

iii

DAFTAR ISI JUDUL………………………..………………………..…………………………….i

LEMBAR PENGESAHAN ………………………..………………………………. i

INTISARI………………………..………………………..………………………...ii

KATA PENGANTAR……………………..…………………………………….. iii

DAFTAR ISI………………………..………………………..…………………… iv

DAFTAR TABEL………………………..………………………..……………… vi

DAFTAR GAMBAR………………………..………………………..…………... vi

DAFTAR ARTI LAMBANG ..……………………..…………………………….vii

INTISARI ………………………..……………………………………………. viii

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Percobaan………………………..……………………………..1

I.2 Tujuan Percobaan………………………..………………………..…………….1

I.3 Tinjauan Pustaka………………………..………………………..……………..2

BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN

II.1 Bahan yang Digunakan ………………………..……………………………. .12

II.2 Alat - alat………………………..………………………..…………………...12

II.3 Cara Kerja………………………..………………………..…………………..13

II.4 Diagram Alir ………………………..………………………..……………….14

BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

III.1 Data Percobaan……………………………………………………………….15

III.2 Pengaruh kadar air ( X ) terhadap kecepatan pengeringan ( R ) …………….18

III.3 Pengaruh waktu pengeringan ( t) terhadap kecepatan pengeringan (R) ……..23

III.4 Pengaruh waktu pengeringan ( t ) terhadap kadar air ( X )…………………..28

iv

III.5 Koefisien kecepatan pengeringan ( KG ) ……………………………………33

BAB IV KESIMPULAN…………………………………………………………34

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

v

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data Percobaan Pengeringan Bola Pejal…………………………………15

Tabel 2. Data Percobaan Pengeringan Silinder Pejal …………………….……….16

Tabel 3. Data Percobaan Pengeringan…………………………………….……….17

Tabel 4. Hubungan Kadar Air (X) terhadap Kecepatan Pengeringan (R)

untuk Bola Pejal……………………………………………………...…..18


untuk Silinder Pejal...………………………………………………..…...19


untuk Silinder Berlubang………………………...……………………....21

Tabel 7. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kecepatan

Pengeringan (R) untuk Bola Pejal …………………..…………………...23


Pengeringan (R) untuk Silinder Pejal ………………………..…………..25


Pengeringan (R) untuk Silinder Berlubang …………………………… . 26

Tabel 10. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kadar Air (X)

untuk Bola Pejal …………………………………………………………28

Tabel 11. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kadar Air (X)

untuk Silinder Pejal …………………………………………………......29

Tabel 12. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kadar air (X)

untuk Silinder Berlubang ………………..……………………………...31

Tabel 13. Harga Koefisien Kecepatan Pengeringan (KG) …………………………33

Tabel 14. Hasil Perhitungan dari Data Percobaan…………………………………..34

Tabel 15. Persentase Kesalahan………………………………………………….....35

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Alat Pengering Cawan …………………………………………………5

Gambar 2. Alat Pengering Rak Hampa ……………………………………………6

Gambar 3. Alat Pengering Terowongan ……………………………………… ….8

Gambar 4. Kurva hubungan antara kandungan air (X)

dengan waktu pengeringan (t) …………………………………………9

Gambar 5. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R)

dengan kandungan uap air (X) ………………………………………...9

Gambar 6. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R)

dengan waktu (t))……………………………………………………..10

Gambar 7. Rangkaian Alat …………………………………………………….....11

Gambar 8. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan

pengeringan (R) pada silinder berlubang …………………..…...…...13


pengeringan (R) pada bola pejal ……..…………………………...….19


pengeringan (R) pada silinder pejal ……..…………………………..20

Gambar 11. Hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan

kecepatan pengeringan (R) pada silinder berlubang ……..……….....22


kecepatan pengeringan (R) pada bola pejal ……..…………….....…..24


kecepatan pengeringan (R) pada silinder pejal ……..…………...…..25


kadar air (X) pada silinder berlubang ……..……………………..….27

Gambar 15. Hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) pada bola pejal ……..………………………….…..….29 Gambar 16. Hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) pada silinder pejal …………………..…….…..……....30

vii

DAFTAR LAMBANG

Wn = Berat bahan sebelum dikeringkan (gram)

Wn+1 = Berat bahan setelah dikeringkan (gram)

A = Luas permukaan aktif (cm2)

t = selang waktu (menit)

Wd = Berat konstan (gram)

R = Kecepatan pengeringan (gr/cm2.menit)

Pai = Tekanan jenuh pada Twet (gr/cm2)

Pa = Tekanan uap jenuh (gr/cm2)

Ya = Molal humidity (mol uap H2O/mol uap kering)

Pt = Tekanan total (atm)

Kg = Koefisien kecepatan pengeringan (menit-1)

D = Diameter (cm)

T = Tinggi silinder (cm)

X = Kadar air dalam bahan (gram)

viii

BAB I PENDAHULUAN

I.A. Latar Belakang

Proses pengeringan zat padat merupakan salah satu operasi teknik kimia

yang paling banyak dijumpai di industri terutama pada industri bahan makan.

Pada industri ini pengeringan bertujuan untuk permurnian bahan yang

dihasilkan agar lebih awet , karena mikroba tidak dapat hidup dengan kondisi

yang kering selain itu juga agar lebih mudah dalam pengemasan.

Dalam mempelajari proses pengeringan perlu memperhatikan beberapa

yang harus dianggap sebagai satu kesatuan yaitu variasi bentuk dan ukuran

bahan, jenis bahan serta metode pemberian kalor yang diperlukan untuk

penguapan, dari hal tersebut dapat ditentukan kondisi fisik bahan dan operasi.

Pertimbangan utama pada pemilihan alat pengeringan adalah kemudahan operasi dan kemampuan menghasilkan produk yang dikehendaki dalam bentuk dan kecepatan yang diperlukan. Pemilihan yang tepat akan mampu menekan biaya operasional pengeringan. Pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederatan operasi.

I.B. Tujuan Percobaan

1. Menentukan hubungan antara kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan ( X vs t )

2. Menentukan hubungan antara kecepatan pengeringan dengan waktu

pengeringan ( R vs t )

3. Menentukan hubungan antara kecepatan pengeringan dengan kandungan air dalam bahan ( R vs X )

4. Menentukan koefisien kecepatan pengeringan ( KG ) 5. Menentukan koefisien transfer massa (ko) dan koefisien transfer panas (h)

1

I.C. Tinjauan Pustaka

Proses drying secara umum dapat diartikan sebagai proses menghilangkan

sejumlah air (dalam jumlah sedikit) yang terkandung dalam suatu material.

Sedangkan evaporasi dapat diartikan sebagai proses menghilangkan sejumlah

air (dalam jumlah cukup banyak) yang terkandung dalam suatu material.

Dalam proses evaporasi, air dihilangkan dari material dalam wujud uap pada

saat material tersebut mencapai titik didihnya. Sedangkan dalam proses drying,

air biasanya dihilangkan dalam wujud uap dengan bantuan gas panas.

Udara yang memasuki pengering jarang sekali berada dalam keadaan

benar-benar kering, tetapi selalu mengandung kebasahan dan mempunyai

kelembaban relatif tertentu. Untuk udara yang mempunyai kelembaban tertentu,

kandungan kebasahan di dalam zat padat yang keluar dari pengering tidak bisa

kurang dari kebasahan keseimbangan yang berkaitan dengan kelembaban udara

masuk. Bagian air yang terdapat di dalam zat padat yang basah tidak dapat

dikeluarkan dengan udara masuk, karena udara masuk itu mengandung

kelembaban pula, yang disebut kebasahan keseimbangan (equilibrium

moisture). Jadi meskipun telah mengalami proses drying, bahan tersebut tidak

dapat sepenuhnya bebas dari kandungan air. Air yang dapat dihilangkan hanya

sampai pada batasan equilibrium moisture contentnya. Kandungan air dari

produk yang sudah mengalami proses drying berbeda-beda tergantung dari tipe

produk. Sebagai contoh dried salt mengandung kira-kira 0,5% air, batu bara

mengandung kira-kira 4% air, dan sebagian besar produk makanan

mengandung kira-kira 5% air.

Metode dan proses drying dapat diklasifikasikan menjadi beberapa cara,

yakni proses batch dan proses kontinu. Proses drying diklasifikasikan sebagai

proses batch, apabila material dimasukkan ke dalam alat drying dan diproses

pada waktu tertentu. Sedangkan dalam proses kontinu, material dimasukkan

2

secara terus-menerus ke dalam alat drying dan material yang sudah dikeringkan

dipindahkan secara terus-menerus juga.

Proses drying juga dapat dikategorikan menurut kondisi fisik saat menambah

panas dan menghilangkan uap air, yakni:

1. Pada kategori pertama, panas ditambahkan dengan cara kontak langsung

dengan udara yang dipanaskan pada tekanan atmosfer, dan uap air yang

terbentuk dihilangkan dengan udara.

2. Pada vacuum drying, evaporasi air bekerja dengan baik pada tekanan rendah,

dan panas ditambahkan secara tidak langsung dengan cara kontak dengan

dinding baja atau dengan radiasi

3. Pada freeze drying, air mengalami proses penyubliman dari material yang

beku

(Geankoplis, 1997).

Transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau elemen fluida yang

disebabkan karena adanya sesuatu gaya pendorong ( Hardjono,1989 ). Beda

konsentrasi, beda tekanan, dan beda suhu merupakan gaya pendorong dalam

proses transfer massa.

Bila suatu zat padat dikontakan dengan udara yang kelembabannya lebih

rendah dari kandungan kebasahan zat padat, zat padat akan melepaskan

sebagian dari kebasahan dan mengering sampai seimbang dengan udara. Bila

udara lebih lembab dari zat padat yang berada dalam kesetimbangan dengan

udara akan menyerap kebasahan dari udara sehingga tercapai kesetimbangan (

McCabe,1993 ). Pengeringan ( drying ) zat padat berarti pemisahan sejumlah

kecil air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan

3

sisa zat cair didalam padat itu sampai suatu nilai rendah yang dapat diterima (

McCabe, 1993). Pengeringan merupakan suatu cara mengurangi kandungan air

suatu bahan dengan jalan memasukannya ke dalam alat pengering atau oven,

sehingga terjadi pengupan dari zat cair yang ada dalam bahan tersebut. Tidak

semua pengeringan dilakukan dengan oven. Ada beberapa cara pengeringan

atau menghilangkan air yang tidak termasuk dalam operasi pengeringan yaitu

dengan cara penekanan atau pemusingan ( Treyball, 1985 ).

Tujuan akhir dari sistem pengeringan bukan saja untuk mempercepat

proses pengeringan, akan tetapi juga untuk meningkatkan mutu bahan yang

dikeringkan dan sistem dapat beroperasi dengan biaya relatif rendah. Dengan

kata lain, kita ingin mengoptimumkan operasi sistem pengeringan tersebut.

Sistem pengeringan dapat direka bentuk hanya setelah kita mengetahui prinsip

dasar pengeringan suatu jenis bahan. Hal ini penting untuk menghindari proses

pengeringan lampau dan pengeringan yang terlalu lama, karena kedua proses

pengeringan ini akan meningkatkan biaya operasi.

Metodologi dan teknik pengeringan dapat dikatakan baik apabila kita

memahami konsep pengeringan itu sendiri. Dengan mengetahui konsep tersebut

maka dapat membantu kita menghasilkan satu sistem pengeringan yang handal

dan dapat beroperasi secara optimum.

Operasi pengeringan secara garis besar dapat dibagi ke dalam dua golongan yaitu pengeringan terputus-putus (batch) dan pengeringan kontinyu. Di dalam pengeringan terputus-putus, bahan yang dikeringkan berada pada suatu tempat tertentu di dalam alat pengering, sedangakan udara secara terus menerus mengalir melalauinya dan menguapkan air dari bahan yang dikeringkan. Dalam pengeringan kontinyu, baik bahan yang dikeringkan dan udara, keduanya bergerak secara terus-menerus di dalam alat pengering. Berdasarkan cara pemberian panas yang diperlukan untuk menguapkan cairan

4

dalam bahan yang dikeringkan, alat pengering terputus-putus dapat dibagi menjadi : 1. Alat pengering langsung, dimana panas diberikan dengan cara kontak

langsung antara gas panas dengan bahan yang dikeringkan. Sebagai contoh

dari alat pengering langsung adalah alat pengering cawan, dimana bahan

yang dikeringkan harus ditempatkan di atas cawan, gambar 1. Bahan-bahan

yang dapat dikeringkan dengan alat pengering ialah antara lain cake saringan

tekan dan bahan padat berbutir-butir. Alat pengering ini mempunyai sebuah

ruangan dimana cawan-cawan ditempatkan. Udara panas akan mengalir

antara cawan-cawan melintasi permukaan bahan yang dikeringkan.

Pengeringan semacam ini disebut pengeringan sirkulasi melintang.

Gambar 1. Alat Pengering Cawan

2. Alat pengering tak langsung, dimana panas diberikan secara terpisahdengan

gas yang digunakan untuk mengangkut uap cairan. Sebagai contoh dari lat

pengering tak langsung ialah alat pengering rak hampa, seperti terlihat pada

gambar 2. Alat pengering ini mempunyai rak-rak yang berongga dan selam

bekerja rak-rak ini diisi dengan kukus atau air panas. Pada bagian depan alat

5

pengering ini pada kedua sisinya, terdapat manipol B untuk mengeluarkan

kondensat dan gas tak terembunkan. Manipol dihubungkan dengan rak-rak

oleh pipa-pipa C yang pendek. Bahan yang dikeringkan ditempatkan pada

cawan dan selanjutnya cawan-cawan ini ditempatkan di atas rak-rak. Pintu

ditutup dan ruangan alat pengering dihampakan dengan menggunakan

pompa hampa. Alat pengering ini digunakan untuk mengeringkan bahan

yang tidak tahan temperatur tinggi, misalnya bahan-bahan farmasi atau

bahan yang tidak boleh berkontak dengan udara (Hardjono, 1989).

Gambar 2. Alat Pengering Rak Hampa

Salah satu contoh alat pengering kontinyu yaitu alat pengering

terowongan. Alat pengeringan terowongan sesungguhnya adalah alat pengering

kereta, yang dikenakan kepada operasi pengeringan kontinyu, gambar 3. Pada

dasarnya alat pengering ini berupa terowongan yang relatif panjang, dimana

didalam terowongan ini kereta yang telah diisi dengan bahan yang akan

dikeringkan bergerak dan berkontak dengan arus gas panas. Waktu tinggal

6

kereta di dalam alat pengering ini harus cukup untuk menurunkan kandungan

cairan zat padat sampai harga yang diinginkan. Gerakan kereta dan gas dalam

alat pengering ini dapat searah atau berlawanan. Alat pengering terowongan ini

biasanya digunakan untuk mengeringkan batu bata, bahan keramik, kayu dan

bahan lain yang harus dikeringkan dengan agak lambat namun jumlahnya

relatif besar ( Hardjono, 1989 ).

Kelembaban Udara

Komponen yang paling banyak di dalam udara adalah oksigen, nitrogen,

dan uap air. Oksigen dan nitrogen tidak mempengaruhi kelembaban udara,

sedangkan kandungan uap air sangat berpengaruh terhadap kelembaban udara.

Udara yang kurang mengandung uap air dikatakan udara kering, sedangkan

udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab.

Setiap unsur di dalam udara, termasuk uap air, mempengaruhi tekanan

udara. Pada suatu nilai tekanan udara tertentu, tekanan maksimum uap air yang

dapat dicapai dinamakan tekanan jenuh. Jika tekanan melebihi tekanan jenuh

akan menyebabkan uap air kembali membentuk titisan air. Seandainya suhu

dinaikkan, tekanan jenuh juga akan turnt meningkat. Oleh karena itu kita dapat

mendefenisikan tekanan jenuh sebagai tekanan uap air diatas permukaan air

mendidih dalam suatu ketel tertutup tanpa udara.

Tekanan jenuh berubah menurut keadaan suhu yang menyebabkan air

tersebut mendidih. Oleh karena itu nilai tekanan jenuh senantiasa berubah.

Kelembaban adalah suatu istilah yang berkenaan dengan kandungan air di

dalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap

air yang dikandungnya tinggi, begitu juga sebaliknya. Secara matematis,

kelembaban dihubungkan sebagai rasio berat uap air di dalam suatu volume

7

udara dibandingkan dengan berat udara kering (udara tanpa uap air) di dalam

volume yang sama. Kwantitas panas yang dibutuhkan untuk menguapkan air

pada suhu dan tekanan tertentu disebut kapasitas panas. Setelah kualitas udara

diketahui, barulah kita dapat mengkaji kemampuan udara menguapkan air yang

berada dalam suatu bahan, karena bahan yang akan dikeringkan selalu berada di

dalam udara berkualitas tertentu (Geankoplis, 1997).

Pengalaman sehari-hari kita dapati bahwa sejumlah udara hanya mampu

untuk mengeringkan suatu bahan atau menguapkan air dari suatu bahan apabila

bahan tersebut tidak seratus persen lembab. Dengan kata lain, kemampuan

udara untuk menguapkan air dalam suatu bahan pada proses pengeringan adalah

maksimum apabila udara tersebut kering dan nol apabila udara tersebut jenuh

dengan uap air. Pada keadaan biasa, udara tidak seratus persen kering atau

lembab, sehingga udara masih mampu melakukan proses pengeringan apabila

bahan-bahan yang mengandung air diletakkan di dalamnya.

Di dalam laboratorium atau ruangan tertentu yang memerlukan

pengontrolan udara sering terdapat alat yang terdiri dari dua termometer yang

diletakkan bersebelahan. Pada salah satu termometer bola kaca yang menempati

air raksa dibalut dengan kain basah sedangkan bola kaca yang satunya lagi

dibiarkan kering. Alat ini dinamakan psikrometer, yaitu meter yang digunakan

untuk mengukur kelembaban udara (Geankoplis, 1997).

8

Gambar 3. Persentase kelembaban relatif tiap bahan

Gambar 4. Alat Pengering Terowongan

9

Kecepatan pengeringan dipengaruhi oleh: 1. Luas transfer massa ( A ) 2. Kelembaban ( H ) 3. Tekanan (P) Dalam proses pengeringan dapat dibuat suatu kurva hubungan sebagai berikut: a. Hubungan antara kadar air ( X ) dan waktu pengeringan ( t )

( Fig 6-12, Hardjono,1989)

Gambar 5. Kurva hubungan antara kadar air ( X ) dengan waktu pengeringan (t).

Keterangan :

A’ : Daerah permukaan bagian atas yang basah

A – B : Periode yang terjadi setelah analisa pengeringan

B – C : Daerah bagian kecepatan yang konstan, setelah ditambah

kelembabannya

10

C – D : Periode pengeringan mendekati jenuh

D – E : Daerah pada saat kecepatan pengeringan mulai menurun lebih

cepat dari sebelumnya

E : Daerah dimana kadar air bahan padat sudah mendekati kandungan air pada

kesetimbangan, setelah pengeringan dapat dihentikan dapat dihentikan

karena keadaan telah konstan

Dari grafik dapat dapat diketahui bahwa semakin lama waktu pengeringan (t) yang dilakukan maka semakin berkurang kadar air ( X ) dalam suatu bahan b. Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) dengan kadar uap air ( X )

Gambar 6. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan kadar uap air (X).

( Fig 6-13, Hardjono,1989)

Keterangan :

A – B : Kecepatan pengeringan mungkin naik atau turun tergantung kandungan

airnya.

B : Kecepatan pengeringan konstan.

11

B – C : Proses pngeringan terjadi, yaitu cairan yang terdapat dalam bahan padat

teruapkan

C – D : Periode dimana kadar air makin kecil

c.Hubungan antara kecepatan pengeringan ( R ) dengan waktu pengeringan (T)

Gambar 7. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan waktu pengeringan (t)

(Fig 12-41, Perry, 1983) Keterangan : A – B : Daerah laju pengeringan naik jika waktu ditingkatkan B – C : Daerah kecepatan pengeringan konstan

C : Titik dimana kecepatan konstan berakhir dan kecepatan pengeringan mulai turun

C – D : Kecepatan pengeringan turun drastis

12

BAB II

PELAKSANAAN PERCOBAAN

II.A. Bahan yang digunakan

1. Silinder berlubang

2. Bola pejal 3. Silinder pejal

II.B. Alat – alat

1. Timbangan 2. Penjepit 3. Baskom 4. Jangka Sorong

13

7 1 2 5 6 3 4 Gambar 8. Rangkaian Alat Drying

Keterangan : 1. Oven

2. Tdry

3. Twet

4. Pompa vacum

5. Heater

6. Termostat

7. Termometer

14

II.C. Cara kerja

a. Bahan silinder pejal dan bola pejal yang terbuat dari kayu direndam dalam air selama waktu tertentu.

b. Bahan tersebut diambil dan ditimbang, setelah itu dicatat hasilnya sebagai berat mula-mula.

c. Kemudian dihidupkan oven, diatur hingga suhunya 80 oC dan dijaga

konstan, lalu bahan dimasukan ke dalam oven. d. Pada waktu bersamaan pompa vakum dihidupkan. e. Dengan selang waktu 10 menit dicatat Twet, Tdry, dan Toven serta berat

bahan . f. Percobaan dilakukan sampai didapat berat bahan yang konstan.

15

BAB III

ANALISA PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

III.A. Data Hasil

1. Bola Pejal

Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut:

Berat Bahan = 65,2 gram

Diameter = 2,2 cm

Luas Permukaan = 91,5624 cm2

Suhu Oven = 80 oC

Berat Bahan Setelah Direndam = 111,5 gram

Tabel 1. Data percobaan pengeringan bola pejal

NO waktu berat T wet T dry R X

bahan

1 2 66,9 32 33 5,4585 x10-4 1,6717

2 4 66,7 32 33 8,1877 x10-4 1,3677

3 6 66,5 32,3 32,4 9,1012 x10-4 1,0638

4 8 66,3 32,5 33,1 9,5563 x10-4 0,7598

5 10 66,2 32,5 33,2 8,7372 x10-4 0,6079

6 12 66 32,8 33,5 9,1012 x10-4 0,3039

7 14 65,9 33 33,7 8,5811 x10-4 0,1519

8 16 65,8 33,1 33,8 8,1911 x10-4 0,00

9 18 65,8 33,2 33,9 7,2810 x10-4 0,00

10 20 65,8 33,2 33,9 6,5529 x10-4 0,00

Rata-rata 32,66 33,71 8,0748 x10-4 0,59267

16

2. Silinder Pejal Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut:

Berat bahan setelah direndam = 47,2 gram

Berat bahan = 44,3 gram

Diameter = 3,4 cm

Luas Permukaan = 126, 4 cm2

Suhu oven = 80 °C

NO waktu Berat T wet T dry R x

Bahan

1 2 47 32 33 0,00741 3,52 2 4 46,7 32 33 0,00989 2,86 3 6 46,3 32,3 32,4 0,001187 1,98 4 8 46 32,5 33,1 0,001187 1,32 5 10 45,7 32,5 33,2 0,001187 0,66 6 12 45,5 32,8 33,5 0,001121 0,22 7 14 45,4 33 33,7 0,001017 0 8 16 45,4 33,1 33,8 0,00089 0 9 18 45,4 33,2 33,9 0,00791 0

10 20 45,4 33,2 33,9 0,00791 0

Rata-rata 32,66 33,71 0,001018 1,173

Tabel 2. Data percobaan silinder pejal

17

3. Silinder Berlubang

Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut:

Berat Bahan = 65,2 gram

Diameter = 2,2 cm

Luas Permukaan = 91,5624 cm2

Suhu Oven = 80 oC

Berat Bahan Setelah Direndam = 111,5 gram

Tabel 3. Data percobaan silinder berlubang

NO waktu Berat

T wet T dry R x

Bahan

1 2 109,9 32 33 0,00867 1,853565 2 4 109,8 32 33 0,00542 1,76089 3 6 109,4 32,3 32,4 0,00065 1,390176 4 8 109,2 32,5 33,1 0,000596 1,204819 5 10 108,8 32,5 33,2 0,00065 0,834106 6 12 108,4 32,8 33,5 0,000687 0,463392 7 14 108 33 33,7 0,000712 0,092678 8 16 107,9 33,1 33,8 0,00065 0 9 18 107,9 33,2 33,9 0,000578 0 10 20 107,9 33,2 33,9 0,00052 0

Rata-rata 32,66 33,71 0,0006455 0,759962

18

III.B. Pengaruh Kadar Air (X) Terhadap Kecepatan Pengeringan (R) Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut :

a.Bola Pejal Tabel 4. Hubungan Kadar Air (X) dengan Kecepatan Pengeringan (R)

untuk bola pejal :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 1.6717 0.000546 0.00083767 40.95447 2 1.3677 0.000819 0.00082224 4.719274 3 1.0638 0.00091 0.0008066 13.11366 4 0.7598 0.000956 0.00078183 16.13805 5 0.6079 0.000874 0.00076181 7.668361 6 0.3039 0.00091 0.00072799 10.19206 7 0.1519 0.000858 0.00070053 4.128841 8 0 0.000819 0.00067415 1.085324 9 0 0.000728 0.00067415 13.72064 10 0 0.000655 0.00067415 26.35434

Rata-rata 13,81 %.

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan R pada bola pejal didapat persamaan linier y = -0.00035x + 0.000674 dan didapat persentase kesalahan rata-rata 13,81 %.

Gambar 9. Hubungan Kadar air (X) dengan Kecepatan Pengeringan (R) pada

bola pejal

y = -4E-05x + 0.000R² = 0.87

00.00020.00040.00060.0008

0.0010.0012

-0.5 0 0.5 1 1.5 2kece

pata

n pe

nger

inga

n (y

)g/

cm2 .m

enit

kadar air (x) %

y data

y hitung

19

Pada grafik hubungan kecepatan pengeringan ( R ) dan kadar air ( X ) pada bola pejal dapat dilihat bahwa semakin besar kadar airnya maka kecepatan pengeringan akan semakin besar. Pada saat mula-mula, kadar air (X) tertentu tetapi belum terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan sama dengan nol. Setelah bahan dimasukkan dalam oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan dapat dicari dimana semakin kecil kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringannya semakin menurun. Namun dari hasil yang didapat kecepatan pengeringan naik turun, hal itu terjadi karena suhu oven yang tidak konstan sehingga mengakibatkan air yang teruap tidak teratur.

b. Silinder Pejal

Tabel 5. Hubungan Kadar Air (X) dengan Kecepatan Pengeringan (R) untuk silinder pejal :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 3.524229 0.000791 0.001026 24.6619 2 2.863436 0.000989 0.00097501 1.271526 3 1.982379 0.001187 0.00094620 14.85538 4 1.321586 0.001187 0.00092141 14.32206 5 0.660793 0.001187 0.00089220 13.90838 6 0.220264 0.001121 0.00086873 8.486286 7 0 0.001017 0.0008483 1.167959 8 0 0.00089 0.0008483 15.95059 9 0 0.000791 0.0008483 30.77195

Rata-rata 13.93289

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan R pada bola pejal didapat persamaan linier y = -0,000012.X + 0,0008483 dan didapat persentase kesalahan rata-rata 13.93289%.

20

Gambar 10. Hubungan Kadar air (X) dengan Kecepatan Pengeringan (R)

pada Silinder pejal.

Dari grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan

pengeringan (R) pada silinder berlubang terlihat bahwa semakin besar kadar

air yang ada dalam bahan, maka kecepatannya akan semakin besar. Pada saat

mula-mula, kadar air (X) tertentu tetapi belum terjadi penguapan sehingga

kecepatan pengeringan sama dengan nol. Setelah bahan dimasukkan dalam

oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan dapat dicari

dimana semakin kecil kadar air dalam bahan maka kecepatan

pengeringannya semakin menurun. Namun dari hasil yang didapat kecepatan

pengeringan naik turun, hal itu terjadi karena suhu oven yang tidak konstan

sehingga mengakibatkan air yang teruap tidak teratur.

c. Silinder Berlubang

Tabel 6. Hubungan Kadar Air (X) dengan Kecepatan Pengeringan (R) untuk Silinder Berlubang :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 1.853568 0.000867 0.000689 20.50754 2 1.76089 0.000542 0.000686 26.49207

y = -1E-05x + 0.001R² = 0.861

00.00020.00040.00060.0008

0.0010.00120.0014

-1 0 1 2 3 4

kece

pata

n pe

nger

inga

n (y

)g/

cm2 .m

enit

kadar air (x) %

y data

y hitung

21

3 1.390176 0.00065 0.000671 3.090524 4 1.204819 0.000596 0.000663 11.19719 5 0.834106 0.00065 0.000648 0.388779 6 0.463392 0.000687 0.000633 7.828929 7 0.092678 0.000712 0.000618 13.2863 8 0 0.00065 0.000614 5.607733 9 0 0.000578 0.000614 6.1913 10 0 0.00052 0.000614 17.99033

Rata-rata 11,5807 %

Dari data dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan R pada silinder berlubang dengan persamaan linier Y= 0,0000407.X + 7,5994 dan didapat persentase kesalahan sebesar 11,5807 %

Gambar 11. Hubungan Kadar air (X) dengan Kecepatan Pengeringan R pada

Silinder Berlubang

Dari grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan

pengeringan (R) pada silinder berlubang terlihat bahwa semakin besar kadar

air yang ada dalam bahan, maka kecepatannya akan semakin besar. Pada saat

mula-mula, kadar air (X) tertentu tetapi belum terjadi penguapan sehingga

kecepatan pengeringan sama dengan nol. Setelah bahan dimasukkan dalam

y = 4E-05x + 0.000R² = 0.865

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

-0.5 0 0.5 1 1.5 2kece

pata

n pe

nger

inga

n (y

)g/

cm2 .m

enit

kadar air (x) %

y data

y hitung

22

oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan dapat dicari

dimana semakin kecil kadar air dalam bahan maka kecepatan

pengeringannya semakin menurun. Namun dari hasil yang didapat kecepatan

pengeringan naik turun, hal itu terjadi karena suhu oven yang tidak konstan

sehingga mengakibatkan air yang teruap tidak teratur.

III.C. Pengaruh Waktu Pengeringan (t) Terhadap Kecepatan Pengeringan ( R ) Dari percobaan diperoleh data-data sebagai berikut :

a. Bola Pejal

Tabel 7. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan (R) untuk bola pejal :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 0.000546 0.000838 35.7513 2 4 0.000819 0.000822 5.773666 3 6 0.00091 0.000797 13.27106 4 8 0.000956 0.000782 16.07678 5 10 0.000874 0.000762 7.085366 6 12 0.00091 0.000728 9.920022 7 14 0.000858 0.000701 3.669865 8 16 0.000819 0.000674 1.633957 9 18 0.000728 0.000651 15.04963 10 20 0.000655 0.000631 28.53841

Rata-rata 13.67701

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) pada bola pejal dengan persamaan eksponensial y = 0.000044.lnx + 0.0007105 dan didapat persentase kesalahan rata-rata sebesar 13.677 %

23

Gambar 12. Hubungan kecepatan pengeringan (R) dengan waktu pengeringan (t) pada bola pejal

Dari grafik hubungan kecepatan pengeringan (R) terhadap waktu (t)

pada bola pejal dapat dilihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka

kecepatannya akan semakin kecil. Percobaan dihentikan pada t = 20 menit

data ke-10 karena dianggap tidak terjadi lagi penguapan. Pada saat t = 0

kecepatan pengeringan sama dengan nol karena belum terjadi proses

penguapan. Setelah bahan dimasukkan dalam oven terjadi penguapan

dimana kecepatan pengeringannya besar. harusnya semakin lama waktu

pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin kecil. Tetapi dalam

percobaan ini kecepatan naik turun, hal itu terjadi karena suhu oven yang

tidak konstan sehingga air yang teruapkan tidak teratur.

b. Silinder Pejal

Tabel 8. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kecepatan Pengeringan (R) untuk Silinder Pejal :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 0.000791 0.001026 24.6619

y = 4E-05ln(x) + 0.000R² = 0.864

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0 5 10 15 20 25

Axis

Titl

e

Axis Title

y data

y hitung

24

2 4 0.000989 0.00097501 1.271526 3 6 0.001187 0.0009462 14.85538 4 8 0.001187 0.00092141 14.32206 5 10 0.001187 0.0008922 13.90838 6 12 0.001121 0.00086873 8.486286 7 14 0.001017 0.0008483 1.167959 8 16 0.00089 0.0008203 15.95059 9 18 0.000791 0.0008003 30.77195

Rata-rata 12.5396 %

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu

pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) pada bola pejal dengan

persamaan logaritmit y = 0.000022.lnx + 0.000951 dan didapat persentase

kesalahan rata-rata sebesar 12.5396 %

Gambar 13. Hubungan kecepatan pengeringan (R) dengan waktu

pengeringan (t) pada silinder pejal.

Dari grafik hubungan kecepatan pengeringan (R) terdapat waktu

pengeringan (t) pada silinder pejal terlihat bahwa semakin lama waktu

pengeringan maka kecepatannya akan semakin kecil. Percobaan dihentikan

y = 2E-05ln(x) + 0.001R² = 0.875

00.00020.00040.00060.0008

0.0010.00120.0014

0 5 10 15 20kece

pata

n pe

nger

inga

n (y

)g/

cm2 .m

enit

waktu (menit)

y data

y hitung

25

pada t = 20 menit data ke-10 karena dianggap tidak terjadi lagi penguapan.

Pada saat t = 0 kecepatan pengeringan sama dengan nol karena belum terjadi

proses penguapan. Setelah bahan dimasukkan dalam oven terjadi penguapan

dimana kecepatan pengeringannya besar. Seharusnya semakin lama waktu




c. Silinder Berongga

Tabel 9. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kecepatan Pengeringan

(R) untuk Silinder Berlubang :

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 0.000867 0.000754 13.05303 2 4 0.000542 0.000704 29.90838 3 6 0.00065 0.000675 3.768973 4 8 0.000596 0.000654 9.728739 5 10 0.00065 0.000638 1.885254 6 12 0.000687 0.000625 8.961054 7 14 0.000712 0.000614 13.81746 8 16 0.00065 0.000604 7.08763 9 18 0.000578 0.000596 3.059735 10 20 0.00052 0.000588 13.05305

Rata-rata 10.4323 %

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan (R) untuk silinder berlubang dengan persamaan logaritmit y= 0.000072.lnx + 0.000804 dan didapat persentase kesalahan rata-rata sebesar 10.4323 %

26

Gambar 14. Hubungan waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) pada silinder berlubang

Dari grafik hubungan kecepatan pengeringan (R) terdapat waktu

pengeringan (t) pada silinder berlubang terlihat bahwa semakin lama waktu

pengeringan maka kecepatannya akan semakin kecil. Percobaan dihentikan

pada t = 20 menit data ke-10 karena dianggap tidak terjadi lagi penguapan.

Pada saat t = 0 kecepatan pengeringan sama dengan nol karena belum terjadi

proses penguapan. Setelah bahan dimasukkan dalam oven terjadi penguapan

dimana kecepatan pengeringannya besar. Namun semakin lama waktu




y = -8E-06x + 0.000R² = 0.7957

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0 5 10 15 20 25

kada

r air

(x) %

waktu (menit)

y data

y hitung

27

III.D. Pengaruh Waktu Pengeringan ( t ) Terhadap Kadar Air (X)

a. Bola Pejal

Tabel 11. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air (X) pada Bola Pejal

No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 1.6717 2.147366 28.45402 2 4 1.3677 1.579332 15.47355 3 6 1.0638 0.976689 8.188663 4 8 0.7598 0.688542 9.378521 5 10 0.6079 0.453378 25.41898 6 12 0.3039 0.298554 1.759131 7 14 0.1519 0.217738 43.34299 8 16 0 0.197734 0 9 18 0 0.164478 0 10 20 0 0.146675 0

Rata-rata 13.20159

Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) untuk bola pejal dengan persamaan logartmit Y = -3.606ln(x) + 15.065 dan didapat persentase kesalahan rata-rata sebesar 15,866 %

Gambar 15. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air

(X) pada Bola Pejal

y = -0.82ln(x) + 2.398R² = 0.841

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25

kada

r air

(x) %

waktu (menit)

y data

y hitung

28

Dari grafik hubungan waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) pada

bola pejal, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar

airnya semakin kecil. Pada saat t = 0, kadar air (X) tertentu. Setelah bahan

dimasukkan oven, Kadar air dalam bahan (X) semakin berkurang karena

terjadi penguapan. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya

semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara

air dalam bahan dengan udara.

b. Silinder Pejal Tabel 12. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air (X) pada

silinder pejal No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 3.52 3.777355 7.311235 2 4 2.86 2.508411 12.29332 3 6 1.98 1.766126 10.80172 4 8 1.32 1.239466 6.101033 5 10 0.66 0.830957 25.90265 6 12 0.22 0.497181 125.9915 7 14 0 0.214978 0 8 16 0 -0.02948 0 9 18 0 -0.2451 0

Rata-rata 20.9335


pengeringan (t) dengan kadar air (X) untuk silinder pejal dengan persamaan logaritmit Y = -1.8307.lnx + 5.0463 dan didapat persentase kesalahan rata-rata sebesar 18.84015%

29

Gambar 16. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air (X) pada silinder pejal


silinder pejal, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar

airnya semakin kecil. Pada saat t = 0, kadar air (X) tertentu. Setelah bahan

dimasukkan oven, Kadar air dalam bahan (X) semakin berkurang karena

terjadi penguapan. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya

semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara

air dalam bahan dengan udara.

c. Silinder Berlubang

Tabel 10. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air (X) pada

Silinder Berlubang No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 1.853568 2.230191 20.31878 2 4 1.76089 1.555481 11.66505 3 6 1.390176 1.160801 16.49969 4 8 1.204819 0.880772 26.89596 5 10 0.834106 0.663564 20.44609 6 12 0.463392 0.486092 4.898625

Y = -1.83ln(x) + 5.046R² = 0.812

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 5 10 15 20

kada

r air

(x) %

Axis Title

y data

y hitung

Linear (y data)

30

7 14 0.092678 0.336042 262.5889 8 16 0 0.206062 0 9 18 0 0.091412 0 10 20 0 -0.01115 0

Rata-rata 36.313


pengeringan (t) dengan kadar air (X) untuk silinder berlubang dengan persamaan logaritmit Y = -0.9734.lnx + 2.9049dan didapat persentase kesalahan rata-rata sebesar 7,457 %

Gambar 17. Hubungan Waktu Pengeringan (t) dengan Kadar Air

(X) pada Silinder Berlubang


silinder berlubang, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka

kadar airnya semakin kecil. Pada saat t = 0, kadar air (X) tertentu. Setelah

bahan dimasukkan oven, Kadar air dalam bahan (X) semakin berkurang

karena terjadi penguapan. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar

airnya semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa

y = -0.97ln(x) + 2.905R² = 0.925

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 10 20 30

kada

r air

%

waktu (menit)

y data

y hitung

Linear (y data)

31

antara air dalam bahan dengan udara

III.E. KOEFISIEN KECEPATAN PENGERINGAN ( KG)

Dengan mengetahui kecepatan rata-rata dan tekanan uap jenuhnya maka akan diperoleh koefisien kecepatan pengeringan ( KG ) sebagai berikut :

Tabel 13. Harga Koefisien Kecepatan Pengeringan ( KG )

Sample KG (menit -1)

Ko (g/cm2. Menit)

H (menit .° F)-1

Bola Pejal

Silinder pejal

Silinder Berlubang

4,493. 10-3

5,665. 10-4

3,592. 10-4

0,04272

0,05386

0,001379

2,364. 10-3

6,295. 10-4

3,9911. 10-4

32

BAB IV

KESIMPULAN 1. Semakin lama waktu pengeringan yang dilakukan maka akan semakin berkurang

kadar air yang ada dalam suatu bahan 2. Semakin lama waktu pengeringan, maka kecepatan pengeringan akan semakin

berkurang. 3. Semakin besar kadar air dalam suatu bahan, maka kecepatan pengeringan akan

semakin bertambah besar dan sebaliknya. 4. Dari hasil percobaan diperoleh harga-harga sebagai berikut :

Tabel 16. Hasil Percobaan

Sample A (cm2) X rata-rata (%)

R rata-rata (gram/cm2.menit)

Bola Pejal

Silinder pejal

Silinder Berlubang

91,5624

126, 4

230,6

0,59267

1,173

0,759962

8,07482 x10-4

0,001018

0,0006455

Sample KG (menit -1)

Ko (g/cm2. Menit)

H (menit .° F)-1

Bola Pejal

Silinder pejal

Silinder Berlubang

4,493. 10-3

5,665. 10-4

3,592. 10-4

0,04272

0,05386

0,001379

2,364. 10-3

6,295. 10-4

3,9911. 10-4

Tabel 17. Persen kesalahan

Sample R vs X T vs R T vs X Bola pejal

Silinder pejal

Silinder berlubang

13,81 %

13,84 %

11,5807 %

13.677 %

12.5396 %

10.4323 %

13.20159%

18.84015%

36.33131%

33

DAFTAR PUSTAKA Hardjono,Ir,1989, “Operasi Teknik Kimia II”, edisi ke-1, hal. 192-240, Universitas

Gadjah Mada, Yogyakarta

McCabe,W.L.,Smith,J.C.,and Harriot, P.,1993,”Operasi Teknik Kimia”, Jilid 2, edisi

4, hal 204, 249-267, Erlangga, Jakarta

Perry,R,H,1984,”Chemical Engineer’s Handbook”,6th ed, McGraw Hill Book

Company, Inc, New York

Treybal, R.E, 1981,”Mass Transfer Operation”,4th ed, p.668, McGraw Hill Book

Company,Tokyo

Geankoplis, C. J, 1997, “Transport Process and Unit Operations”,3rd ed, pp 521 –

547, University of Minnesota: New Delhi.

34

LAMPIRAN A. Data Percobaan :

1. Bola Pejal Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut: Berat bahan = 65,2 gram

Diameter = 2,2 cm

Luas permukaan = 91,5624 cm 2


Suhu oven = 80 ° C

NO waktu berat T wet T dry R X

bahan

1 2 66,9 32 33 5,4585 x10-4 1,6717

2 4 66,7 32 33 8,1877 x10-4 1,3677

3 6 66,5 32,3 32,4 9,1012 x10-4 1,0638

4 8 66,3 32,5 33,1 9,5563 x10-4 0,7598

5 10 66,2 32,5 33,2 8,7372 x10-4 0,6079

6 12 66 32,8 33,5 9,1012 x10-4 0,3039

7 14 65,9 33 33,7 8,5811 x10-4 0,1519

8 16 65,8 33,1 33,8 8,1911 x10-4 0,00

9 18 65,8 33,2 33,9 7,2810 x10-4 0,00

10 20 65,8 33,2 33,9 6,5529 x10-4 0,00

Rata-rata 32,66 33,71 8,07482 x10-4 0,59267

35

2. Silinder Pejal Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut:


Diameter = 3,4 cm

Luas permukaan = 126, 4 cm2

Suhu oven = 80 °C



bahan

1 2 47 32 33 0,00741 3,52

2 4 46,7 32 33 0,00989 2,86

3 6 46,3 32,3 32,4 0,001187 1,98

4 8 46 32,5 33,1 0,001187 1,32

5 10 45,7 32,5 33,2 0,001187 0,66

6 12 45,5 32,8 33,5 0,001121 0,22

7 14 45,4 33 33,7 0,001017 0

8 16 45,4 33,1 33,8 0,00089 0

9 18 45,4 33,2 33,9 0,00791 0

10 20 45,4 33,2 33,9 0,00791 0

Rata-rata 32,66 33,71 0,001018

1,173

36

3. Silinder Berlubang

Dari percobaan diperoleh data sebagai berikut: Berat bahan = 107,6 gram

Diameter dalam = 1,9 cm

Diameter luar = 4,9 cm

Luas permukaan = 230,6 cm2


Suhu oven = 80 ° C


bahan

1 2 109,9 32 33 0,00867 1,853565

2 4 109,8 32 33 0,00542 1,76089

3 6 109,4 32,3 32,4 0,00065 1,390176

4 8 109,2 32,5 33,1 0,000596 1,204819

5 10 108,8 32,5 33,2 0,00065 0,834106

6 12 108,4 32,8 33,5 0,000687 0,463392

7 14 108 33 33,7 0,000712 0,092678

8 16 107,9 33,1 33,8 0,00065 0

9 18 107,9 33,2 33,9 0,000578 0

10 20 107,9 33,2 33,9 0,00052 0

Rata-rata 32,66 33,71 0,0006455 0,759962

37

B. Perhitungan

1. Hubungan Kadar air ( X ) dan kecepatan pengeringan ( R ). Rumus : R = Wn – Wn+1 x 100% X = W n+1 - Wd x 100% A.t Wd

a. Silinder Berlubang

Diketahui:

Diameter dalam (d) = 1,9 cm

Diameter luar (D) = 4,9 cm

Tinggi = 10,05 cm Luas permukaan aktif (A) A = ( π D L + π d L) + 1/2 ( π D2 - π d2 )

[( 3.14 x 4,9 x 10,05 ) + ( 3.14 x 1,9 x 10,05 )] + ½ [(3,14 x 4,92) – (3,14 x 1,9 2)]

= 230,6 cm2

R = 190,9 – 107,9 x100 % 107,9 = 0,000867 g/cm2.menit

X = 110,3 – 109,9 x 100% 230,6 x 2

38

Dengan cara dan perhitungan yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut :

Berat bahan (gram)

No Waktu

( menit ) R

(gr /cm2.menit) X

(%)

1 2 109,9 0,00867 1,853565

2 4 109,8 0,00542 1,76089

3 6 109,4 0,00065 1,390176

4 8 109,2 0,000596 1,204819

5 10 108,8 0,00065 0,834106

6 12 108,4 0,000687 0,463392

7 14 108 0,000712 0,092678

8 16 107,9 0,00065 0

9 18 107,9 0,000578 0

10 20 107,9 0,00052 0

Rata-rata 0,0006455 0,759962

b. Bola Pejal


Diameter = 5,4 cm

Luas permukaan = 91,5624 cm 2

Berat bahan setelah direndam = 67 gram

A = [ 4 π ( D / 2 ) 2 ]

[ 4 x 3.14 x ( 5,4 / 2 )2]

= 91,5624 cm2

39

X = 66,9 – 65,8 x100 % 65,8 = 1,6717 %

R = 67 – 66,9 x 100% 91,5624 x 2 = 5,4585 x 10 -4


No

Waktu ( menit )

Berat bahan R (gr /cm2.menit)

X (%)

(gram)

1 2 66,9 5,4585 x10-4 1,6717

2 4 66,7 8,1877 x10-4 1,3677

3 6 66,5 9,1012 x10-4 1,0638

4 8 66,3 9,5563 x10-4 0,7598

5 10 66,2 8,7372 x10-4 0,6079

6 12 66 9,1012 x10-4 0,3039

7 14 65,9 8,5811 x10-4 0,1519

8 16 65,8 8,1911 x10-4 0,00

9 18 65,8 7,2810 x10-4 0,00

10 20 65,8 6,5529 x10-4 0,00

Rata-rata 8,07482 x10-4 0,59267

c. Silinder Pejal


Diameter = 3,4 cm Luas permukaan = 126, 4 cm2

Suhu oven = 80 °C


40

Luas permukaan aktif (A) A = π D L + ½ π D2

(3,14 x 44,3 x 10,05) + ½ (3,14 x 44,32) 126,4 cm2

X = 47– 45,4 x100 % 45,4 = 3,52 %

R = 47,2 – 47 x 100% 126,4 x 2 = 0,000791 g/cm2.menit


No

Waktu ( menit )

Berat bahan R (gr /cm2.menit)

X (%)

(gram)

1 2 47 0,00741 3,52

2 4 46,7 0,00989 2,86

3 6 46,3 0,001187 1,98

4 8 46 0,001187 1,32

5 10 45,7 0,001187 0,66

6 12 45,5 0,001121 0,22

7 14 45,4 0,001017 0

8 16 45,4 0,00089 0

9 18 45,4 0,00791 0

10 20 45,4 0,00791 0

Rata-rata 0,001018 1,173

41

2. Presentase kesalahan pada hubungan kadar air ( X ) dan kecepatan pengeringan (R)

Metode Least Square :

a ∑X + b. n = ∑y

a ∑X2 + b ∑X = ∑xy a. Pada silinder berlubang didapat hasil sebagai berikut x = kadar air ; y = kecepatan pengeringan

no X R(Y) X.Y X2 1 1,853568 0,000867303 0,001607605 3,43571477 2 1,76089 0,000542064 0,000954515 3,10073258 3 1,390176 0,000650477 0,000904278 1,932589558 4 1,204819 0,000596271 0,000718398 1,45158949 5 0,834106 0,000650477 0,000542567 0,695732241 6 0,463392 0,000686615 0,000318172 0,214732173 7 0,092678 0,000712427 6,60266E-05 0,008589287 8 0 0,000650477 0 0 9 0 0,000578202 0 0

10 0 0,000520382 0 0 ∑ 7,5996 0,006455 0,005112 10,83968

a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b ∑

a = n. ∑xy - ∑X. ∑y

n. ∑X2 _ (∑X) 2 = 10. 0,005112 – 0,006455. 7,5996 10.10,83968 – 7,5996 2

42

= 0,0000407

b = ∑y – a ∑X n = 0,006455 – (0,0000407.7,5996) 10 Persamaan garis didapat

Y = 0,0000407.X + 7,5994

Untuk mencari Y hitung :

Misal pada data 1 ,

X= 1,853568, maka Y= 0,0000407.(1,853568) + 7,5996

Untuk data selanjutnya, didapat

Tabel hubungan Y data dan Y hitung

No X Y data Y hitung %kesalahan 1 1,853568 0,000867303 0,00068944 20,50754235 2 1,76089 0,000542064 0,000685668 26,49207162 3 1,390176 0,000650477 0,00067058 3,090524313 4 1,204819 0,000596271 0,000663036 11,19718905 5 0,834106 0,000650477 0,000647948 0,388778746 6 0,463392 0,000686615 0,00063286 7,828929164 7 0,092678 0,000712427 0,000617772 13,28629736 8 0 0,000650477 0,000614 5,607733333 9 0 0,000578202 0,000614 6,1913 10 0 0,000520382 0,000614 17,99033333 ∑ 7,5996 0,006455 0,006449 112,5807

% kesalahan rata-rata = 112,5807 10 = 11,5807 %

43

b. Pada silinder pejal didapt hasil sebagai berikut x= kadar air ; y = kecepatan pengeringan

No X R(Y) X.Y X2 1 3,524229075 0,000791139 0,002788156 12,42019057 2 2,863436123 0,000988924 0,002831721 8,199266432 3 1,982378855 0,001186709 0,002352507 3,929825923 4 1,321585903 0,001186709 0,001568338 1,746589299 5 0,660792952 0,001186709 0,000784169 0,436647325 6 0,220264317 0,001120781 0,000246868 0,048516369 7 0 0,001017179 0 0 8 0 0,000890032 0 0 9 0 0,000791139 0 0 ∑ 10,56 0,00915932 0,010571758 26,78103592

Mencari nilai a dan b untuk memperoleh persamaan garis :

Y = ax + b

a = n. ∑xy - ∑X. ∑y n. ∑X2 _ (∑X) 2

= 9. 0,010572 – 10,56.0,009159 9.26,78104 – 10,56 = 0,000012

b = ∑y – a ∑X n = .0,009159 – (-0,000012. 10,56) 9 = 0,00103

Didapat Persamaan garis :

Y = -0,000012.X + 0,00103

44


Misal pada data 1 ,

X= 3,52, maka Y= -0,000012.(3,52) + 0,00103

Untuk data selanjutnya, didapat :

No X Y data Y hitung %kesalahan 1 3,524229075 0,000791139 0.001026 24,66190368 2 2,863436123 0,000988924 0.00097501 1,271525888 3 1,982378855 0,001186709 0.00094620 14,85538351 4 1,321585903 0,001186709 0.00092141 14,32205931 5 0,660792952 0,001186709 0.00089220 13,90838092 6 0,220264317 0,001120781 0,001027357 8,486285827 7 0 0,001017179 0.00086873 1,167959373 8 0 0,000890032 0.0008483 15,95059086 9 0 0,000791139 0.0008483 30,77194578 ∑ 10,56 0,009159 0.0008483 124,55


c. Pada bola pejal didapat hasil sebagai berikut

X= kadar air ; Y = kecepatan pengeringan

No X R(Y) X.Y X2 1 1,6717 0,00054585 0,000912 2,794581 2 1,3677 0,00081877 0,00112 1,870603 3 1,0638 0,00091012 0,000968 1,13167 4 0,7598 0,00095563 0,000726 0,577296 5 0,6079 0,00087372 0,000531 0,369542 6 0,3039 0,00091012 0,000277 0,092355 7 0,1519 0,00085811 0,00013 0,023074 8 0 0,00081911 0 0 9 0 0,0007281 0 0

45

10 0 0,0006553 0 0 ∑ 5,9267 0,008075 0,004665 6,859122

Menentukan persamaan garis dengan metode least square

a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b ∑

Mencari nilai a dan b untuk memperoleh persamaan garis :

Y = ax + b

a = n. ∑xy - ∑X.∑y n. ∑X2 _ (∑X) 2

= 10. 0,004665–5,9267.0,008075 10.6,859122 – (5,9267)2 = - 0,000035

b = ∑y – a ∑X n = .0,008075– (-0,000035. 5,9267) 10 = 0,000828 Persamaan garis didapat

Y = -0,000035.X + 0,000828


Misal pada data 1 , X= 1,6717

maka Y= -0,000035.(1,6717) + 0,000828

= 0,000769491

46

Untuk data selanjutnya, didapat :

No X Y data Y hitung %kesalahan 1 1,6717 0,00054585 0.00083767 40,97105432 2 1,3677 0,00081877 0.00082224 4,719212966 3 1,0638 0,00091012 0.0008066 13,11398497 4 0,7598 0,00095563 0.00078183 16,13835899 5 0,6079 0,00087372 0.00076181 7,667959987 6 0,3039 0,00091012 0.00072799 10,19167802 7 0,1519 0,00085811 0.00070053 4,128433418 8 0 0,00081911 0.00067415 1,085324315 9 0 0,0007281 0.00067415 13,72064277 10 0 0,0006553 0.00067415 26,35434152 ∑ 5,9267 0,008075 0,008072566 138,0909913


3. Presentase kesalahan pada hubungan waktu (t) dan kecepatan pengeringan

a. Pada bola pejal didapat hasil sebagai berikut :

x = waktu ; y = kecepatan pengeringan

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 0,00054585 0.693147 0.000378 0.480453 2 4 0,00081877 1.386294 0.001135 1.921812 3 6 0,00091012 1.791759 0.001631 3.210402 4 8 0,00095563 2.079442 0.001987 4.324077 5 10 0,00087372 2.302585 0.002012 5.301898 6 12 0,00091012 2.484907 0.002262 6.174761 7 14 0,00085811 2.639057 0.002265 6.964624 8 16 0,00081911 2.772589 0.002271 7.687248 9 18 0,0007281 2.890372 0.002104 8.354249

47

10 20 0,0006553 2.995732 0.001963 8.974412 ∑ 110 0,008075 22.03588 0.018008 53.39394


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b ∑ mencari nilai a dan b

a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx n.∑ln2x - (∑lnx)2 = 10x0.018008 - 0,008075. 22.03588 10x53.39394 – (22.03588)2 = 0.000044 b = ∑y - a∑lnx n = 0,008075 – (0.000044x22.03588) 10 = 0.0007105

Sehingga persamaan garis menjadi

Y= 0.000044.lnx + 0.0007105

Misal pada data 1 , x = 2

Y hitung = 0.000044.ln2 + 0.0007105 = 0.000741 % kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100% Y data = (0,00054585 - 0.000741) x 100% 0,00054585 = 35,71 %

48

Persamaan di atas diterapkan pada data selanjutnya, didapat :

No X Y data Y hitung %kesalahan 1 2 0,00054585 0.000838 35.7513 2 4 0,00081877 0.000822 5.773666 3 6 0,00091012 0.000797 13.27106 4 8 0,00095563 0.000782 16.07678 5 10 0,00087372 0.000762 7.085366 6 12 0,00091012 0.000728 9.920022 7 14 0,00085811 0.000701 3.669865 8 16 0,00081911 0.000674 1.633957 9 18 0,0007281 0.000651 15.04963 10 20 0,0006553 0.000631 28.53841 ∑ 110 0,008075 0.008075 136.7701

% kesalahan rata-rata = 136.7701 10 = 13.677 %

b. Pada silinder pejal didapat data sebagai berikut : x= waktu ; y = kecepatan pengeringan

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 0.000791 0.693147 0.000548 0.480453 2 4 0.000989 1.386294 0.001371 1.921812 3 6 0.001187 1.791759 0.002126 3.210402 4 8 0.001187 2.079442 0.002468 4.324077 5 10 0.001187 2.302585 0.002732 5.301898 6 12 0.001121 2.484907 0.002785 6.174761 7 14 0.001017 2.639057 0.002684 6.964624 8 16 0.00089 2.772589 0.002468 7.687248 9 18 0.000791 2.890372 0.002287 8.354249 ∑ 110 0.009159 19.04015 0.01947 44.41952

49


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b mencari nilai a dan b

a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx n.∑ln2x - (∑lnx)2 = 9x0.01947- 0.009159. 19.04015 10x44.41952– (19.04015)2 = 0.000022 b = ∑y - a∑lnx n = 0.009159– (0.000022x19.04015) 9 = 0.000971


Y= 0.000022.lnx + 0.000971


Y hitung = 0.000022.ln2 + 0.000971 = 0.000986 % kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100% Y data = (0,000791 - 0.000986) x 100% 0,000791 = 24.6614 %

50


No X Y data Y hitung %kesalahan 1 2 0.000791 0.001026 24.6619 2 4 0.000989 0.000975 1.271526 3 6 0.001187 0.000946 14.85538 4 8 0.001187 0.000921 14.32206 5 10 0.001187 0.000892 13.90838 6 12 0.001121 0.000868 8.486286 7 14 0.001017 0.000848 1.167959 8 16 0.00089 0.000820 15.95059 9 18 0.000791 0.000800 30.77195 ∑ 110 0.009159 0.009158 125.396


c. Pada silinder berlubang didapat sebagai berikut :

x = waktu ; y = kecepatan pengeringan

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 0.000867 0.693147 0.000601 0.480453 2 4 0.000542 1.386294 0.000751 1.921812 3 6 0.00065 1.791759 0.001165 3.210402 4 8 0.000596 2.079442 0.00124 4.324077 5 10 0.00065 2.302585 0.001498 5.301898 6 12 0.000687 2.484907 0.001706 6.174761 7 14 0.000712 2.639057 0.00188 6.964624 8 16 0.00065 2.772589 0.001804 7.687248 9 18 0.000578 2.890372 0.001671 8.354249 10 20 0.00052 2.995732 0.001559 8.974412 ∑ 110 0.006455 22.03588 0.013876 53.39394


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx

51

y = a.lnx + b mencari nilai a dan b

a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx

n.∑ln2x - (∑lnx)2

= 10x0.013876- 0.006455. 22.03588 10x53.39394– (22.03588)2 = 0.000072 b = ∑y - a∑lnx n = 0.006455– (0.000072x22.03588) 10 = 0.000804


Y= 0.000072.lnx + 0.000804


Y hitung = 0.000072.ln2 + 0.000804 = 0.000754 % kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100% Y data = (0.000867- 0.000754) x 100% 0.000867 = 13,0334 %


No X Y data Y hitung %kesalahan 1 2 0.000867 0.000754 13.05303 2 4 0.000542 0.000704 29.90838 3 6 0.00065 0.000675 3.768973 4 8 0.000596 0.000654 9.728739

52

5 10 0.00065 0.000638 1.885254 6 12 0.000687 0.000625 8.961054 7 14 0.000712 0.000614 13.81746 8 16 0.00065 0.000604 7.08763 9 18 0.000578 0.000596 3.059735 10 20 0.00052 0.000588 13.05305 ∑ 110 0.006455 0.006453 104.3233


3. Presentase kesalahan pada hubungan waktu (t) dan kadar air (X)

a. Pada bola pejal didapat data sebagai berikut : x= waktu ; y = kadar air

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 1.6717 0.693147 1.158734 0.480453 2 4 1.3677 1.386294 1.896035 1.921812 3 6 1.0638 1.791759 1.906074 3.210402 4 8 0.7598 2.079442 1.57996 4.324077 5 10 0.6079 2.302585 1.399741 5.301898 6 12 0.3039 2.484907 0.755163 6.174761 7 14 0.1519 2.639057 0.400873 6.964624 8 16 0 2.772589 0 7.687248 9 18 0 2.890372 0 8.354249 10 20 0 2.995732 0 8.974412 ∑ 110 5.9267 22.03588 9.09658 53.39394


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b

53

mencari nilai a dan b

a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx n.∑ln2x - (∑lnx)2 = 10x9.09658- 5.9267. 22.03588 10x53.39394– (22.03588)2 = -0.8195 b = ∑y - a∑lnx n = 9.09658– (-0.8195x22.03588) 10 = 2.7154


Y= -0.8195.lnx + 2.7154


Y hitung = 0.000072.ln2 + 0.000804 = 2.147366

% kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100% Y data = (1.6717- 2.147366) x 100% 1.6717 = 28.45 % Persamaan di atas diterapkan pada data selanjutnya, didapat :

No X Y data Y hitung %kesalahan 1 2 1.6717 2.147366 28.45402 2 4 1.3677 1.579332 15.47355 3 6 1.0638 0.976689 8.188663

54

4 8 0.7598 0.688542 9.378521 5 10 0.6079 0.453378 25.41898 6 12 0.3039 0.298554 1.759131 7 14 0.1519 0.217738 43.34299 8 16 0 0.197734 0 9 18 0 0.164478 0 10 20 0 0.146675 0 ∑ 110 5.9267 6.870486 132.0159

% kesalahan rata-rata = 132.0159 10 = 13.20159%

b. Pada silinder pejal didapat data sebagai berikut : x = waktu ; y = kadar air

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 3.524229 0.693147 2.439878 0.480453 2 4 2.863436 1.386294 3.964802 1.921812 3 6 1.982379 1.791759 3.547684 3.210402 4 8 1.321586 2.079442 2.744863 4.324077 5 10 0.660793 2.302585 1.519706 5.301898 6 12 0.220264 2.484907 0.546679 6.174761 7 14 0 2.639057 0 6.964624 8 16 0 2.772589 0 7.687248 9 18 0 2.890372 0 8.354249 ∑ 110 10.56 19.04015 14.76361 44.41952


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx y = a.lnx + b

55

a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx n.∑ln2x - (∑lnx)2 = 9x14.76361- 10.56. 19.04015 10x44.41952– (19.04015)2 = -1.8307 b = ∑y - a∑lnx n = 10.56– -1.8307x19.04015) 9 = 5.0463


Y= -1.8307.lnx + 5.0463


Y hitung = -1.8307.ln2 + 5.0463 = 3.777 % kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100%

Y data

= (3.524229- 3.777) x 100% 3.524229 = 7.31 %


No X Y data Y hitung % kesalahan 1 2 3.524229 3.777355 7.311235 2 4 2.863436 2.508411 12.29332

56

3 6 1.982379 1.766126 10.80172 4 8 1.321586 1.239466 6.101033 5 10 0.660793 0.830957 25.90265 6 12 0.220264 0.497181 125.9915 7 14 0 0.214978 0 8 16 0 -0.02948 0 9 18 0 -0.2451 0 ∑ 110 10.56 10.55989 188.4015


c. Pada silinder berlubang didapat data sebagai berikut : x x= waktu ; y = kadar air

No t (X) R (Y) Ln X Y.Ln X (Ln X)2 1 2 1.853568 0.693147 1.284796 0.480453 2 4 1.76089 1.386294 2.441111 1.921812 3 6 1.390176 1.791759 2.490861 3.210402 4 8 1.204819 2.079442 2.505351 4.324077 5 10 0.834106 2.302585 1.920599 5.301898 6 12 0.463392 2.484907 1.151486 6.174761 7 14 0.092678 2.639057 0.244584 6.964624 8 16 0 2.772589 0 7.687248 9 18 0 2.890372 0 8.354249 10 20 0 2.995732 0 8.974412 ∑ 110 7.599629 22.03588 12.03879 53.39394


a ∑lnx + b. n = ∑y a ∑lnX2 + b ∑lnX = ∑ y.lnx

57

y = a.lnx + b a = n.∑ y.lnx - ∑y.∑lnx n.∑ln2x - (∑lnx)2 = 10x12.03879- 7.599629. 22.03588 10x53.39394– (22.03588)2 = -0.9734 b = ∑y - a∑lnx n = 7.599629– (-0.9734x22.03588) 10 = 2.9049


Y= -0.9734.lnx + 2.9049 Misal pada data 1 , x = 2

Y hitung = -0.9734.lnx + 2.9049 = 2.9049

% kesalahan = (Y data - Y hitung ) x 100%

Y data = (1.853568- 2.9049) x 100% 1.853568 = 20.31878 %


No X Y data Y hitung %kesalahan 1 2 1.853568 2.230191 20.31878 2 4 1.76089 1.555481 11.66505 3 6 1.390176 1.160801 16.49969 4 8 1.204819 0.880772 26.89596 5 10 0.834106 0.663564 20.44609 6 12 0.463392 0.486092 4.898625

58

7 14 0.092678 0.336042 262.5889 8 16 0 0.206062 0 9 18 0 0.091412 0 20 0 -0.01115 0 ∑ 110 7.599629 7.59927 363.3131


5. Perhitungan Konstanta Kecepatan Pengeringan (KG) a. bola pejal

Twet rata-rata = 32,66° C = 90,7 ° F

T dry rata-rata = 33,71 ° C = 92,6 ° F

Dari diagram kelembaban udara-uap air pada 1 ATM didapat

Y ` = 0.034 lb uap air/ lb udara kering

Ya = Y `.BM gas BM air = 0.03. 29 18 = 0,0499 lb uap air/ lb udara kering Pa= Ya. Bt = 0.0499 . 1033,5 gr/ cm2 = 51,571 Pai pada T dry = 92,6 ° F Dari table kukus di dapat

59

pada T= 90 ° F, Pai = 0,6982

pada T= 95 ° F, Pai = 0,8153

95 – 92,6 = 0,8153 – x 95 – 90 = 0,8153 – 0,6982 X = 0,759092 Pai = 0,759092 Psia = 0,759092 x 1033,5 g/cm3 14,7

= 53,368 g/cm2

Koefisien Kecepatan pengeringan (KG)

KG = R rata-rata Pai-pa = 0,0008075 53,368-51,571 = 4,493. 10-3 menit -1

Koefisien transfer massa ( Ko)

Ko = R rata-rata Y`-ya = 0,0008075 0,031-0,0499 = 0,04272 g/cm2. Menit

Koefisien transfer panas (h)

H = 4,493. 10-3 menit -1

60

( 92,6 – 90,71) ° F

= 2,364. 10-3 /menit .° F

b. Silinder pejal

Twet rata-rata = 32,66° C = 90,7 ° F

T dry rata-rata = 33,71 ° C = 92,6 ° F



Ya = Y `.BM gas BM air = 0.03. 29 18 = 0,0499 lb uap air/ lb udara kering Pa= Ya. Bt = 0.0499 . 1033,5 gr/ cm2 = 51,571 Pai pada T dry = 92,6 ° F Dari table kukus di dapat pada T= 90 ° F, Pai = 0,6982

pada T= 95 ° F, Pai = 0,8153

95 – 92,6 = 0,8153 – x 95 – 90 = 0,8153 – 0,6982 X = 0,759092 Pai = 0,759092 Psia = 0,759092 x 1033,5 g/cm3

61

14,7

= 53,368 g/cm2


KG = R rata-rata Pai-pa = 0,001018 53,368-51,571 = 5,665. 10-4 menit -1




H = 5,665. 10-4 menit -1

( 92,6 – 91,71) ° F

= 6,295. 10-4 /menit .° F

c. Silinder berlubang

Twet rata-rata = 32,66° C = 90,7 ° F

T dry rata-rata = 33,71 ° C = 92,6 ° F

62



Ya = Y `.BM gas BM air = 0.03. 29 18 = 0,0499 lb uap air/ lb udara kering Pa= Ya. Bt = 0.0499 . 1033,5 gr/ cm2 = 51,571 Pai pada T dry = 92,6 ° F Dari table kukus di dapat pada T= 90 ° F, Pai = 0,6982

pada T= 95 ° F, Pai = 0,8153

95 – 92,6 = 0,8153 – x 95 – 90 = 0,8153 – 0,6982 X = 0,759092 Pai = 0,759092 Psia = 0,759092 x 1033,5 g/cm3 14,7

= 53,368 g/cm2


KG = R rata-rata Pai-pa = 0,0006455

63

53,368-51,571 = 3,592. 10-4 menit -1




H = 3,592. 10-4 menit -1

( 92,6 – 91,71) ° F

= 3,9911. 10-4 /menit .° F

Appendix IV, McCabe, Smith and Harriot - Unit Operations of Chemical Engineering - 5th ed.

Sifat kukus dan air jenuh

64

65

DAFTAR PERTANYAAN DAN JAWABAN

1. Pada percobaan yang sama , mengapa kadar air dalam objek ekperimen dapat

berbeda.

- Karena waktu perendaman objek yang berbeda pada eksperimen tiap-tiap

kelompok. Semakin lama waktu perendaman, semakin banyak kadar air

yang terkandung dalam objek.

2. Contoh aplikasi proses pengeringan dalam industri.

- Proses pengeringan paling banyak digunakan di bidang indutri makanan,

pengeringan penting pada tahap pembuatan cetak makanan, pengaturan

kelembababan penyimpanan, dan pada tahap pengemasan. Isi kemasan

yang kering akan memberikan kondisi yang sulit bagi bakteri dan

mikroorganisme lain untuk tumbuh di dalamnya.

- Pada industri farmasi, pengeringan penting untuk pembuatan butir-butir

padatan pil, yang mana sebelumnya adalah kumpulan campuran solvent

dan solute berwujud cair. Dalam proses pereaksian antar komponen

reaktan pun perlu penjagaan kondisi operasi berupa kelembaban

lingkungan sekitar, sehingga proses drying juga penting pada tahap ini.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi keceptan pengeringan.

- Luas bidang kontak, jadi semakin besar luas bidang kontak objek

eksperiman maka kecepatan pengeringan juga semakin besar karena kadar

air yang teruapkan juga semakin banyak.

- Tekanan, dalam hal ini yang dimaksud dengan tekanan adalah tekanan

uapnya, jadi jika tekanan uapnya semakin besar maka kandungan air

dalam objek eksperimen semakin mudah untuk teruapkan.

- Kelembaban udara, jika kandungan uap air di udara lebih kecil dari

kandungan air dalam objek maka akan tetap tejadi transfer massa,

kecepatan pengeringan sendiri tergantung besarnya massa yang ditransfer,

66

jadi semakin besar uap air yang ditransfer maka semakin besar pula

kecepatan pengeringannya.

67

Documents

Drying