Upload
vodieu
View
223
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
SKRIPSI
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA
BERBAHAN BAKAR BRIKET SERBUK KAYU ALBESIA DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh :
I Gede Agus Astrayasa
1004305045
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2016
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa, dalam skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah diajuukan untuk memperoleh gelar kesejarnaan disuatu Perguruan Tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah
ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Bukit Jimbaran, Desember 2016
Mahasiswa
I Gede Agus Astrayasa
NIM. 1004305045
ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA
BERBAHAN BAKAR BRIKET SERBUK KAYU ALBESIA DENGAN
MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING
Oleh : I Gede Agus Astrayasa
Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.
Dr.Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.
ABSTRAKSI
Untuk menangani permasalah para pengerajin anyaman ata dalam menghadapi
musim hujan, telah dibuat alat pengering yang menggunakan kompor biomassa berbahan
bakar dari limbah serbuk gergaji kayu albesia. Untuk mengetahui performansi alat
pengering dilakukan pengujian dengan menggunakan dua tipe rak yang berbeda.
Penelitian ini memakai bahan bakar briket serbuk kayu albesia dengan
memvariasikan tipe rak , yaitu menggunakan tipe rak plat datar dan tipe rak berlubang.
Pengujian ini dilakukan satu kali untuk satu tipe rak dan material yang dikeringkan
berupa anyaman ata. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa energi – energi pada
sistem pengering yang meliputi: laju energi berguna (Ėuse), laju energi suplai (Ėin), dan
laju energi yang terbuang (Ėlosses)
Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, tipe rak plat datar
dapat menghasilkan laju energi berguna (Ėuse) = 0,0573 kJ/s, laju energi masuk (Ėin) =
3,56914 kJ/s, dan laju energi terbuang (Ėlosses) = 0,2042 kJ/s. Sedangkan untuk tipe rak
berlubang dapat menghasilkan laju energi berguna (Ėuse) = 0,05703 kJ/s, laju energi
masuk (Ėin) = 3,58325 kJ/s, dan laju energi terbuang (Ėlosses) = 0,2354 kJ/s.
Kata Kunci : analisa energi, alat pengering, bahan bakar, anyaman ata, tipe rak.
ENERGI ANALYSIS SYSTEM WOVEN DRYER ATA SAWDUST FUEL
BRIQUETTES ALBESIA BY VARYING THE TYPE OF DRYING RACK
Author : I Gede Agus Astrayasa
Guidance : Ir. Nengah Suarnadwipa,MT.
Dr.Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.
ABSTRACT
To handle problem the craftsmen woven ata in the face of the rainy season, has
made a dryer that uses biomass stove fuel from waste wood sawdust albesia. To
determine the performance of the dryer was examined by using two different types of
shelves.
The study used fuel sawdust briquettes albasia by varying the type of rack, Ie
using flat plate rack type and perforatedrack type. The test is performedonce for a
singletype ofrack and dried material in the form of woven ata. This study was conducted
to analyze the energy - energy in the dryer system that includes: rate of useful energy
(Ėuse), rate of supply energy (Ėin), and rate oflosses energy(Ėlosses).
Of the test results and the calculation has been done, flat plate rack type can
produce useful energy (Ėuse) = 0,0573 kJ/s, rate of supply energy (Ėin) = 3,56914 kJ/s
and rate oflosses energy(Ėlosses) = 0,2042 kJ/s.while the perforated plate rack types can
produce useful energy (Ėuse) = 0,05703 kJ/s, rate of supply energy (Ėin) = 3,58325 kJ/s,
and rate oflosses energy(Ėlosses) = 0,2354 kJ/s.
Keywords : energy analysis, dryer, fuel, woven ata, rack type.
KATA PENGANTAR
PujisyukurpenulispanjatkankepadaTuhanYangMahaEsa,
karenaatasberkatrahmat-Nyapenulis dapatmenyelesaikanskripsi yang berjudul :
“Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar
Briket Serbuk Kayu Albesia Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering”
Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari
berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar -
besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam
penulisan skripsi ini.
2. Bapak Dr.Ir.Wayan Bandem Adnyana,M.Erg, selaku Dosen Pembimbing
II dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak I Gusti Ketut Sukadana,ST,MT. selaku Dosen Penguji I dalam
skripsi ini.
4. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta,ST,MT. selaku Dosen Penguji II dalam
skripsi ini.
5. Bapak I Gusti Agung Kade Suriadi, ST,MT. selaku Dosen Penguji III
dalam skripsi ini.
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 skripsi.
8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil
maupun spiritual yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan
mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh
karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan
dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan
penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam
penulisanskripsi ini.
Bukit Jimbaran, .......................
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... iii
LEMBAR PERNYATAAN................................... ............................ ..... iv
ABSTRAKSI .......................................................................................... v
ABSTRACT .......................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................... vii
DAFTAR ISI .......................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xii
DAFTAR TABEL ................................................................................. xiii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang… ................................................................ 1
1.2 Permasalahan ...................................................................... 3
1.3 Batasan Masalah ................................................................. 3
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 4
BAB II DASAR TEORI ........................................................................ 5
2.1 Gambaran Umum Ata.......................................................... 5
2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata .................. 5
2.2 Biomassa ............................................................................ 7
2.2.1 Kayu Albesia ............................................................. 8
2.2.2 Serbuk Kayu Albesia Sebagai Energi Alternatif .......... 9
2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan .......................................... 11
2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan .......................................... 11
2.3.2 Pepindahan Massa ...................................................... 13
2.4 Perpindahan Panas .............................................................. 15
2.4.1 Perpindahan Panas Konveksi .................................... 15
2.4.2 Perpindahan Panas Konduksi .................................... 16
2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi ....................................... 18
2.5 Udara Pengering ................................................................. 19
2.5.1 Aliran Udara Pengering ............................................ 19
2.5.2 Stak Effeck................................................... ............. 19
2.5.3 Kelembaban Udara................................................. ..... 20
2.6 Sistem Pengering Buatan .................................................... 20
2.7 Nilai Kalor ......................................................................... 21
2.8 Kesetimbangan Energi ........................................................ 22
2.9 Laju Massa Bahan Bakar ..................................................... 26
2.10 Performansi Pengeringan..................................................... 26
BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 28
3.1 TempatatauLokasiPenelitian ............................................... 28
3.2 JumlahPopulasi (variable) ................................................... 28
3.2.1 Variabel Bebas ........................................................... 28
3.2.2 Variabel Terikat ......................................................... 28
3.3 Alatdan Bahan .................................................................... 29
3.3.1 Alat ........................................................................... 29
3.3.2 Bahan ........................................................................ 34
3.4 InstalasiPenelitian …………………………………….. .... ..... 36
3.4.1 Briket Serbuk Kayu Albesia......................................... 36
3.4.2 Bomb Calorimeter ...................................................... 37
3.5 Rancangan Penelitian ……………………………………. ..... 40
3.5.1 Spesifikasi Alat .......................................................... 42
3.5.2 Deskripsi Alat ............................................................ 42
3.6 Prosedur Pengujian................................................. ............ 43
3.7 Diagram Alir Penelitian ………………………………… ...... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................... 46
4.1 Analisa data ....................................................................... 46
4.2 Data Hasil Pengamatan ....................................................... 46
4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar .................... 48
4.3.1 Menghitung laju energi yang masuk ruang pengering .. 48
4.3.2 Menghitung laju energi yang berguna .......................... 49
4.3.3 Menghitung energi yang terbuang ................................ 50
4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang ..................... 58
4.4.1 Menghitung laju energi yang masuk ruang pengering .. 58
4.4.2 Menghitung laju energi yang berguna .......................... 59
4.4.3 Menghitung energi yang terbuang ................................ 60
4.5Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan Rak
Berlubang ............................................................................. 68
4.5.1 Perbandingan hasil perhitungan laju energi masuk ............. `68
4.5.2 Perbandingan hasil perhitungan laju energi berguna .... 69
4.5.3 Perbandingan laju energi losses pada dinding kompor . 70
4.5.4 Perbandingan laju energi losses pada saluran penghubung
........................................................................................... 71
4.5.5 Perbandingan laju energi losses pada dinding pengering
........................................................................................... 72
4.5.6 Perbandingan laju energi losses pada cerobong ............ 73
4.6 Distribusi Temperatur ........................................................ 74
4.6.1 Suhu Tin dan Tout pada pengering ................................. 75
4.6.2 Penurunan massa ......................................................... 76
4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur ................................... 77
BAB V PENUTUP .................................................................................. 79
5.1 Kesimpulan ......................................................................... 79
5.2 Saran ................................................................................... 79
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………….....…. 80
LAMPIRAN…………………………………………………....……………. 81
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan .................... 1
Gambar 2.1 Produk-produk yang Dihasilkan dari Anyaman Ata ........... 5
Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata ..................... 6
Gambar 2.3 Limbah Serbuk kayu Albesia ............................................. 10
Gambar 2.4 T-V Diagram .................................................................... 12
Gambar 2.5 Perpindahan Panas konveksi dari Permukaan Media
Padat ke fluida Mengalir .................................................. 15
Gambar2.6 Perpindahan Panas Konduksi pada Dinding Datar .............. 17
Gambar 2.7 Sistem Alat Pengeringan ............................................................... 23
Gambar3.1 Thermokopel ................................................................................. 29
Gambar 3.2 Timbangan Digital ............................................................ 30
Gambar 3.3 Camera Digital ................................................................. 30
Gambar 3.4 Stopwatch ......................................................................... 31
Gambar 3.5 Korek Api ......................................................................... 31
Gambar 3.6 Baskom........................................................................... . 32
Gambar 3.7 Panci............................................................................... . 32
Gambar 3.8 Kompor........................................................................... . 33
Gambar 3.9 Alat Pencetak Briket …………………………….. ............. 33
Gambar3.10 Anyaman Ata ……………………… .................................. 34
Gambar 3.11 Serbuk kayu ...................................................................... 34
Gambar 3.12 Tepung Tapioka................................................... ............. 35
Gambar 3.13 Minyak Tanah................................................... .............. 35
Gambar 3.14 Bomb Kalorimeter................................................... ........ 39
Gambar3.15RancanganSkematik Penelitian Menggunakan Rak Pengering
Tipe Plat Datar ................................................................. 40
Gambar3.16Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak
Pengering Tipe kisi ........................................................... 41
Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian .................................................... 45
Gambar 4.1 Perbandingan Laju Energi Masuk ...................................... 69
Gambar 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna ................................... 70
Gambar 4.3 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor ................ 71
Gambar 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran Penghubung 72
Gambar 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Pengering ............. 73
Gambar 4.6 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Cerobong .............. 74
Gambar 4.7 Perbandingan Waktu Terhadap Tin .................................... 75
Gambar 4.8 Perbandingan Waktu Terhadap Tout .................................. 76
Gambar 4.9 Perbandingan Waktu Terhadap Penurunan Massa .............. 77
Gambar 4.10 Perbandingan Distribusi Temperatur ................................. 78
DAFTAR TABEL Halaman
Tabel 2.1 Ultimate Analysis Of Biomassa..................... ....................... 8
Tabel 2.2 Hasil Pengujian Kayu Albesia............................................. 9
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Untuk Rak Type Plat Datar... ............... 46
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Untuk Rak Type Berlubang...... ............ 47
Tabel 3.4 Data Hasil Pengolahan Data Dari Setiap Tipe Rak................. 69
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tabel saturated water ....................................................... 82
Lampiran 2. Gambar pembuatan alat pengering.................................... 83
Lampiran 2. Gambar alat pengering sebelum di isolasi........................... 83
Lampiran 2. Gambar pengisolasian alat................................................. 84
Lampiran 2. Gambar alat pengering setelah di isolasi............................ 84
Lampiran 3. Gambar pembuatan adonan briket..................................... . 85
Lampiran 3. Gambar pembuatan briket.................................................. 85
Lampiran 4. Gambar pembuatan pelet.................................................... 86
Lampiran 4. Gambar pengujian nilai kalor............................................. 86
Lampiran 5. Gambar anyaman ata sebelum dikeringkan.................... ...... 87
Lampiran 5. Gambar proses pengeringan menggunakan rak plat datar ...... 87
Lampiran 5. Gambar proses pengeringan menggunakan rak berlubang..... 88
Lampiran 5. Gambar pemasukan bahan bakar........................................ 88
Lampiran 5. Gambar anyaman ata setelah dikeringkan..................... ...... 89
Lampiran 5. Gambar abu bahan nakar.................................................... 89
Lampiran 6. Gambar rancangan alat...................................................... 90
Lampiran 7. Hasil pengujian nilai kalor................................................ 99