LAPORAN SEMINAR PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
DRYING D-2
Disusun Oleh Safira Rachmania Anggriani/121130043 Anggriani/121130043 Tania Gita Junifardilla/121130044 Junifardilla/121130044
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
YOGYAKARTA 2015
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN SEMINAR PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
Disusun oleh Safira Rachmania Anggriani 121130043 Tania Gita Junifardilla
121130044
Yogyakarta,
Juni 2015
Disetujui Asisten Pembimbing
Amanda Dhirgandini
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga makalah Praktikum Dasar Teknik Kimiadapat tersusun dengan baik. Laporan ini disusun sebagai tugas akhir dari Praktikum Dasar Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Yogyakarta. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu sehingga tersusunnya makalah ini: 1. Ir. Danang Jaya,MT selaku Kepala Laboratorium Praktikum Dasar Teknik Kimia. 2. Amanda Dhirgandini selaku asisten pembimbing Praktikum Dasar Teknik Kimia. 3. Seluruh pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. Penyusun juga mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan penyusunan laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca.
Yogyakarta,
Juni 2015
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ ii KATA PENGANTAR ................................................................................ iii DAFTAR ISI ............................................................................................... iv DAFTAR TABEL ....................................................................................... v DAFTAR GAMBAR .................................................................................. vi DAFTAR LAMBANG ............................................................................... vii INTISARI.................................................................................................... viii BAB I PENDAHULUAN I.1 Tujuan Percobaan ................................................................................. 1 I.2 Latar Belakang ...................................................................................... 1 I.3 Tinjauan Pustaka ................................................................................... 1 I.4 Hipotesis.................................................................................................9 BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN II.1 Alat dan Bahan Percobaan................................................................... 10 II.2 Rangkaian Alat Drying ........................................................................ 11 II.3 Cara Kerja ............................................................................................ 12 II.4 Bagan Alir ........................................................................................... 13 II.5 Analisa Perhitungan..............................................................................14 BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN III.1.Hasil Percobaan ................................................................................... 13 III.2.Pembahasan......................................................................................... 15 BAB IV PENUTUP IV.1 KESIMPULAN..................................................................................32 IV.2 KRITIK DAN SARAN......................................................................32 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 33 LAMPIRAN
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Data percobaan pengeringan silinder pejal ................................... 15 Tabel 2. Data percobaan pengeringan bola pejal ........................................ 16 Tabel 3.Data percobaan pengeringan silinder berlubang ............................ 17 Tabel 4. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) silinder pejal ........ 18 Tabel 5. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) bola pejal .............. 20 Tabel6. Kadar air (X) dankecepatan pengeringan (R) silinder berlubang .................................................................................... 22 Tabel 7. Waktu pengeringan (t) dan kecepatan pengeringan (R) silinder pejal ............................................................................................ 23 Tabel 8. Waktu pengeringan (t) dankecepatan pengeringan (R) bola pejal .................................................................................... 25 Tabel 9. Waktu pengeringan (t) dan kecepatan pengeringan (R) silinder berlubang ....................................................................... 26 Tabel 10. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) silinder pejal .............. 28 Tabel 11. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) bolapejal ..................... 29 Tabel12. Waktu pengeringan (t) dankadar air (X) silinder berlubang ........ 30 Tabel 13. Harga koefisien kecepatan pengeringan (K G) ............................. 31
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Alat pengering cawan ................................................................ 3 Gambar 2. Alat pengering rak hampa ......................................................... 4 Gambar 3. Alat pengering terowongan ....................................................... 5 Gambar 4. Kurva kadar air (X) dengan waktu pengeringan (t) .................. 6 Gambar5. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengankadar air(X) .............. 7 Gambar 6. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengan waktu (t) ................. 8 Gambar 7. Rangkaian alat drying ................................................................ 11 Gambar 8. Kurva kadar air (X) dengan kecepatanpengeringan (R) silinder pejal ........................................................................... 19 Gambar 9. Kurva kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) bola pejal ................................................................................ 21 Gambar 10. Kurva kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) silinder berlubang .................................................................. 23 Gambar 11. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R)silinder pejal................................................. 24 Gambar 12. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan(R) bola pejal ...................................................... 26 Gambar 13. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R)silinder berlubang ........................................ 27 Gambar 14. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air(X) silinder pejal ........................................................................... 29 Gambar 15.Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) bola pejal ................................................................................ 30 Gambar 16. Kurva waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) silinder berlubang .................................................................. 31
vi
DAFTAR LAMBANG
A
= Luas permukaan aktif (cm2)
D
= Diameter (cm)
K G
= Koefisien kecepatan pengeringan (menit-1)
Pa
= Tekanan uap jenuh (gr/cm2)
Pai
= Tekanan jenuh pada Twet (gr/cm2)
Pt
= Tekanan total (atm)
R
= Kecepatan pengeringan (gr/cm2.menit)
T
= Tinggi silinder(cm)
t
= Selang waktu(menit)
Wd
= Berat konstan(gram)
Wn
=Berat bahan sebelum dikeringkan(gram)
Wn+1 = Berat bahan setelah dikeringkan(gram) Ya
= Molal humidity(mol uap H2O / mol uap kering)
y’
= Kelembaban absolut (lb uap air / lb udara kering)
vii
INTISARI Salah satu cara yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk yang mempunyai 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 dalam zat padat itu sampai mencapai 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). Peroaan ini menggunakan sampel kayu yang erentuk silinder pejal, ola pejal dan silinder erongga. Hal pertama yang dilakukan adalah menimang ahan padat asah seagai erat mula–mula, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu . Pada selang waktu 4 menit, bahan diambil untuk di timbang sebagai berat setelah pengeringan. Caraini dilakukan berulang – ulang sampai diperoleh berat konstan. Dari percobaan pengeringan bahan padat silinder pejal diperoleh kadar air rata – rata (X) 0.22%, kecepatan pengeringan rata – rata 0,0001gram/cm 2.menit, koefisien pengeringan -5 -1 (K G)2.17435 x 10 menit . Untuk bola pejal kadar air rata – rata (X) 0.178 %, kecepatan pengeringan rata – rata 0.000523 gram/cm 2.menit, koefisien pengeringan (K G) 1.4762x 10 -5 menit-1. Untuk silinder berlubang kadar air rata-rata (X) 0.0564 %, kecepatan pengeringan rata-rata 2 -5 -1 0.000075 gram/cm , koefisien pengeringan (K G) 1,1762 x 10 menit . Dari hasil didapatkan kesimpulan bahwa semakin lama waktu pengeringan yang dilakukan maka akan semakin berkurang kadar air yang ada dalam bahan. Semakin lama waktu pengeringan, maka kecepatan pengeringan akan semakin berkurang, dan semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringan akan semakin bertambah besar atau sebaliknya.
viii
BAB I PENDAHULUAN I.1.Latar Belakang
Proses pengeringan zat padat merupakan salah satu operasi teknik kimia yang paling banyak dijumpai di Industri terutama pada industri bahan makanan, pada industri ini pengeringan bertujuan untuk pemurnian bahan yang dihasilkan agar lebih awet, karena mikroba tidak dapat hidup dengan kondisi yang kering. Selain itu, proses pengeringan meumudahkan 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. Pengeringan adalah suatu usaha yang dilakukan untuk mengurangi kadar air pada suatu bahan padat sampai dengan batas tertentu yang bertujuan untuk proses pengawetan, dan tanpa merusak jaringan aslinya. I.2. Tujuan Percobaan
Menentukan hubungan antara kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan (X vs t). Menentukan hubungan antara kecepatan pengeringan dengan waktu pengeringan (R vs t). Menentukan hubungan antara kecepatan pengeringan dengaan kandungan air dalam bahan (R vs X) dan menentukan koefisien kecepatan pengeringan (K G). I.3. Tinjauan Pustaka
Transfer massa adalah gerakan molekul-molekul atau elemen fluida yang disebabkan karena adanya suatu gaya pendorong. Beda konsentrasi , beda tekanan, dan beda suhu merupakan gaya pendorong dalam proses transfer massa(Hardjono,1989).
1
Pengeringan (drying ) zat padat berarti pemisahan sejumlah kecil air atau zat cair lain dari bahan padat, sehingga mengurangi kandungan 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 penguapan dari zat cair yang ada dalam bahan tersebut. Tidak semua pen geringan dilakukan dengan oven(Treyball,1985). 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 didalam alat pengering, sedangkan udara secara terus menerus mengalir melaluinya 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 dalam bahan yang dikeringkan, alat pengering terputus-putus dapat dibagi menjadi 2 yaitu : 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 1-1. Bahan bahan yang dapat dikeringkan dengan alat pengering ialah antara lain kuwih 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 yangdikeringkan. Pengeringan semacam ini disebut pengeringan sirkulasi melintang.
2
Gambar 1. Alat pengering cawan 2. Alat pengering tak langsung, dimana panas diberikan secara terpisah dengan gas yang digunakan untuk mengangkut uap cair an. Sebagai contoh dari alat pengering tak langsung ialah alat pengering rak hampa, seperti terlihat pada gambar 1-2. Alat pengering ini mempunyai rak-rak yang berongga dan selama bekerja rak-rak ini diisi dengan kukus atau air panas. Pada bagian depan alat 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).
3
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 1-3. 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 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 mengerinngkan batu bata, bahan keramik, kayu dan bahan lain yang harus dikeringkan dengan agak lambat namun jumlahnya relatif besar(Hardjono, 1989).
4
Gambar 3. Alat pengering terowongan Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan: 1. Luas Penampang (A), dimana semakin besar luas penampang maka kecepatan pengeringan akan semakin kecilatau sebaliknya 2. Kelembaban (H), dimana semakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya maka akan semakin lama proses pengeringan 3. Tekanan (P), jika proses pengeringan bahan dilakukan pada suhu konstan dan tekanan diturunkan maka kecepatan penguapan lebih t inggi 4. suhu (T), semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan bahan yang dikeringkan) maka akan semakin cepat proses pindah panas.
5
Dalam proses pengeringan dapat dibuat suatu kurva hubungan sebagai berikut : a. Hubungan antara kadar air ( X ) dan waktu pengeringan ( t )
Gambar 4. Kurva 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 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 padakesetimbangan, setelah pengeringan dapat dihentikan dapat dihentikan karena keadaan telah konstan. Dari grafik 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 )
6
Gambar 5. Kurva kecepatan pengeringan (R) dengan kadar uap air (X) Keterangan : A – B : Kecepatan pengeringan mungkin naik atau turun tergantung kandungan airnya B
: Kecepatan pengeringan konstan
B-C
: Proses pngeringan terjadi, yaitu cairan yang terdapat dalam bahan padat teruapkan
C – D : Periode dimana kadar air makin kecil
7
c. Hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan waktu pengeringan (T)
Gambar 6. Kurva hubungan antara kecepatan pengeringan (R) dengan waktu pengeringan (t) 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 Pada percobaan ini digunakan bahan padat yang berbentuk silinder pejal, silinder berongga dan bola pejal.Pengeringan dilakukan dengan mangalirkan udara panas secara langsung terhadap bahan padat dalam oven.
8
I.4 Hipotesis
1. Hubungan antara kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan dimana semakin lama waktu pngeringan yang dilakukan maka akan semakin berkurang kadar air dalam bahan. 2. Hubungan waktu pengeringan dengan kecepatan pengeringan dimana semakin lama waktu pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin berkurang. 3. Hubungan kadar air dalam bahan dengan waktu pengeringan dimana semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringan akan semakin bertambah besar waktu pengeringan atau sebaliknya. Dimana dalam proses pengeringan terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan yaitu : 1. Luas Penampang (A), dimana semakin besar luas penampang maka kecepatan pengeringan akan semakin kecilatau sebaliknya. 2.
Kelembaban (H), dimana semakin lembab udara di dalam ruang pengering dan sekitarnya maka akan semakin lama proses pengeringan.
3.
Tekanan (P), jika proses pengeringan bahan dilakukan pada suhu konstan dan tekanan diturunkan maka kecepatan penguapan lebih tinggi.
4. Suhu (T), semakin besar perbedaan suhu (antara medium pemanas dengan bahan yang dikeringkan) maka akan semakin cepat proses pindah panas.
9
BAB II PELAKSANAAN PERCOBAAN
II.1. Alat dan Bahan Percobaan II.1.1 Bahan Percobaan
a. Silinder pejal
b. Bola pejal
c. Silinder berongga
d. Air
10
II.1.2 Alat Percobaan
a. Neraca Ohaus b. Penjepit c. Stopwatch d. Baskom e. Lap basah II.2. Rangkaian Alat Percobaan Pengeringan
7
1
2 5
6
3
4
Gambar 7. Rangkaian Alat Drying Keterangan : 1. Oven 2. Tdry 3. Twet 4. Pompa vacum
11
5. Heater 6. Termostat 7. Termometer II.3. Cara Kerja
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang dan bola pejal yang terbuat dari kayu, lalu merendam bahan di dalam air selama 10 menit. Setelah mengambil bahan tersebut kemudian ditimbang, dan mencatat beratnya sebagai berat awal. Kemudian memanaskan oven hinga menapai suhu ˚ dan menjaga suhu tetap konstan, lalu memasukkan bahan ke dalam oven dan menghidupkan pompa vakum bersamaan dengan stopwatch. Setelah itu mematikan pompa vakum setelah 4 menit dan mencatat Twet dan Tdry. Kemudian mengeluarkan bahan dari oven lalu menimbangnya dan mengulangi percobaan hingga mendapat berat bahan konstan.
12
II.4. Bagan Alir
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang, dan bola pejal yang terbuat dari kayu
Merendam bahan di dalam air selama 10 menit
Mengambil bahan yaitu silinder pejal, silinder berlubang, dan bola pejal yang terbuat dari kayu
Memanaskan oven hingga mencapai suhu 80 C dan menjaga suhu tetap konstan
Memasukkan bahan ke dalam oven, lalu menghidupkan pompa vakum bersamaan dengan stopwatch.
Mematikan pompa vakum selama 4 menit, mencatat Twet dan Tdry.
Mengeluarkan bahan dari oven lalu menimbangnya.
Mengulangi percobaan hingga mendapat berat bahan konstan.
13
II. 5. Analisa Perhitungan
1. Kecepatan pengeringan (R) R
=
2. Kandungan air yang diuapkan Xn
=
. 100%
3. Koefisien kecepatan pengeringan K G Pa
=
= Ya.P
14
BAB III HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN III.1. Hasil Percobaan
1. Silinder Pejal Berat mula-mula
:
40.490 gr
Diameter
:
3.303 cm
Tinggi
:
9.4
cm
Suhu oven
:
80
°C
Berat bahan basah
:
40.92
gr
Tabel 1. Data percobaan pengeringan silinder pejal N o 1
Berat Waktu(me bahan(gra nit) m) 4 40,815
Twet(° C)
Tdry(° C)
R(gr/cm2.me nit)
X(%)
27
33
0,0002
0,79
2
8
40,715
28
35
0,0002
0,543
3
12
40,67
30
35
0,0002
0,432
4
16
40,605
27
36
0,0002
0,272
5
20
40,56
27
33
0,0002
0,161
6
24
40,54
27
32
0,0001
0,111
7
28
40,535
28
32
0,0001
0,099
8
32
40,5
27
32
0,0001
0,012
9
36
40,495
26
32
0,0001
0
10
40
40,495
27
35
0.00009
0
11
44
40.495
27
33
0.00008
0
15
2. Bola Pejal Berat mula-mula
:
60.61 gr
Diameter
:
5.226 cm
Suhu oven
:
80
Berat bahan basah
:
60.90 gr
°C
Tabel 2. Data percobaan pengeringan bola pejal No 1
Berat Waktu(m bahan(g enit) ram) 4 60,89
Twet( °C)
Tdry( °C)
R(gr/cm2.meni t)
X(%)
27
33
2,9x10 -
0,4537
2
8
60,84
28
35
8,7x10 -
0,3712
3
12
60,82
30
35
7,8x10 -
0,3382
4
16
60,805
27
36
6,9x10 -
0,3135
5
20
60,79
27
33
6,4x10 -
0,2887
6
24
60,77
27
32
6,3x10 -
0,2557
7
28
60,67
28
32
9,6x10 -
0,0907
8
32
60,625
27
32
0,0001
0,0165
9
36
60,62
26
32
9,1x10 -
0,0082
10
40
60,615
27
35
8,3x10 -
0
11
44
60,615
27
33
7,6x10 -
0
12
48
60,615
29
32
6,9x10-
0
16
3. Silinder Berlubang Berat mula-mula
:
100.18 gr
Diameter dalam
:
0.725 cm
Diameter luar
:
4.938 cm
Tinggi
:
10.5
cm
Suhu oven
:
80
°C
Berat bahan basah
:
100.485 gr
Tabel 3.Data percobaan pengeringan silinder berlubang
No
Waktu(men it)
1
4
berat bahan(gra m) 100,4
2
8
100,29
28
35
0,00012
0,10481
3
12
100,28
30
35
8,1x10 -
0,09482
4
16
100,21
27
36
8,1x10 -
0,02495
5
20
100,2
27
33
6,9x10 -
0,00998
6
24
100,19
27
32
5,9x10 -5
0
7
28
100,19
28
32
5,1x10 -
0
8
32
100,19
27
32
4,4x10 -
0
Twet(° C)
Tdry(° C)
R(gr/cm2.men it)
X(%)
27
33
9,8x10 -
0,2166
17
III.2. Pembahasan
A. Pengaruh kadar air (X) terhadap kecepatan pengeringan (R) 1. Silinder Pejal Tabel 4. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) silinder pejal No 1
Kadar Air, X(x) 0,79
Kecepatan Pengeringan, R(y) 0,0002
2
0,543
0,0002
3
0,432
0,0002
4
0,272
0,0002
5
0,161
0,0002
6
0,111
0,0001
7
0,099
0,0001
8
0,012
0,0001
18
9
0
0,0001
10
0
0.00009
11
0
0.00008
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dalam bahan (X) dengan kecepatan pengeringan (R) pada silinder pejal dengan persamaan y = 0.000213x + 0.0000986. 0.0003 n a g n i r e g n e p n a t a p e c e K
0.00025 y = 0.0002x + 0.0001 R² = 0.9055 Ydata
0.0002
0.00015
Yhitung
0.0001
Linear (Ydata)
0.00005 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Kadar air
Gambar 8. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder pejal Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) diatas, terlihat bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan pengeringannya juga semakin cepat. Pada saat mula-mula, kadar air (X) tertentu tetapi belum terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan sama dengan nol. Setelah bahan dimasukkan ke dalam oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan dapat dicari. Kecepatan pengeringan akan semakin menurun seiring dengan berkurangnya kadar air dalam bahan hingga saat tertentu dimana kandungan air dalam bahan sama dengan kandungan air dalam udara.
19
2. Bola Pejal Tabel 5. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R)bolapejal No 1
Kadar Air, X(x) 0,4537
Kecepatan Pengeringan, R(y) 2,9x10 -5
2
0,3712
8,7x10 -5
3
0,3382
7,8x10 -5
4
0,3135
6,9x10 -
5
0,2887
6,4x10 -
6
0,2557
6,3x10 -
7
0,0907
9,6x10 -
8
0,0165
0,0001
9
0,0082
9,1x10 -
10
0
8,3x10 -
11
0
7,6x10 -
12
0
6,9x10 -
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dalam bahan (X) dengan kecepatan pengeringan (R) pada bola pejal dengan persamaan y=0.0018x+0.00084.
20
0.001 0.0009 n a g 0.0008 n i r 0.0007 e g n0.0006 e p0.0005 n a t 0.0004 a p0.0003 a e c 0.0002 e K 0.0001 0
y = -0.0018x + 0.0008 R² = 0.993 y data y hitung Linear (y data)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Kadar air
Gambar 9. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) bola pejal Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) di atas, berdasarkan teori bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan pengeringannya juga semakin cepat. Hal tersebut disebabkan, zat padat yang dikeringkan mempunyai temperatur yang lebih rendah daripada temperature kesetimbangan dan kecepatan penguapanya akan naik selama temperatur permukaannya naik sampai temperature kesetimbangan yang dicapai.
21
3. Silinder Berlubang Tabel 6. Hubungan kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) silinder berlubang No 1
Kadar Air, X(x) 0,2166
Kecepatan Pengeringan, R(y) 9,8x10 -5
2
0,10481
0,00012
3
0,09482
8,1x10 -
4
0,02495
8,1x10 -
5
0,00998
6,9x10 -
6
0
5,9x10 -
7
0
5,1x10 -
8
0
4,4x10 -
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan
pengeringan
(R)
pada
silinder
berongga
dengan
persamaan
y=0.00023645x + 0.00061390.
22
0.00014 0.00012 n a g n i r e g n e p [ n a t a p e c e K
y = 0.0002x + 6E-05 R² = 0.5819
0.0001
0.00008 Ydata
0.00006
Yhitung
0.00004
Linear (Ydata)
0.00002 0 0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Kadar air
Gambar 10. Hubungan kadar air (X) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder berongga Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) di atas, terlihat bahwa semakin besar kadar air suatu bahan maka kecepatan pengeringannya juga semakin cepat. Pada saat mula-mula, kadar air (X) tertentu tetapi belum terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan sama dengan nol. Setelah bahan dimasukkan ke dalam oven, terjadi penguapan sehingga kecepatan pengeringan dapat dicari. Kecepatan pengeringan akan semakin menurun seiring dengan berkurangnya kadar air dalam bahan hingga saat tertentu dimana kandungan air dalam bahan sama dengan kandungan air dalam udara. B. Pengaruh waktu pengeringan (t) dengankecepatan engeringan (R) 1. Silinder Pejal Tabel 7. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan (R) silinder pejal No 1
Waktu(x) 4
Kecepatan Pengeringan, R(y) 0,0002
2
8
0,0002
3
12
0,0002
23
4
16
0,0002
5
20
0,0002
6
24
0,0001
7
28
0,0001
8
32
0,0001
9
36
0,0001
10
40
0.00009
11
44
0.00008
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk silinder pejal dengan persamaan y=-0.000065 lnx+0.00034. 0.0003 0.00025
n a g n i r e g n e p n a t a p e c e K
y = 0.0003e -0.026x R² = 0.9923
0.0002 Ydata
0.00015
Yhitung
0.0001
Expon. (Ydata)
0.00005 0 0
10
20
30
40
50
Waktu pengeringan
Gambar 11. Waktu pengeringan (t) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder pejal Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t) pada silinder pejal terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kecepatannya akan semakin kecil. Pada saat t = 0 kecepatan pengeringan sama
24
dengan nol karena belum terjadi proses penguapan. Setelah bahan dimasukkan dalam oven terjadi penguapan dimana kecepatan pengeringannya besar. Namun semakin lama waktu pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin kecil disebabkan
kandungan
air
dalam
bahan
berkurang
sehingga
kecepatan
pengeringannya juga menurun.
2. Bola Pejal Tabel 8. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan (R) bola pejal No 1
Waktu(x) 4
Kecepatan Pengeringan, R(y) 2,9x10 -
2
8
8,7x10 -
3
12
7,8x10 -
4
16
6,9x10 -
5
20
6,4x10 -
6
24
6,3x10 -
7
28
9,6x10 -
8
32
0,0001
9
36
9,1x10 -
10
40
8,3x10 -
11
44
7,6x10 -5
12
48
6,9x10 -5
25
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk bola pejal dengan persamaan y= 0.000392 ln x + (-0,000674)
0.00012 n a g n i r e g n e p n a t a p e c e k
y = 6E-05e0.0103x R² = 0.2085
0.0001 0.00008 0.00006
y data
0.00004
y hitung
0.00002
Expon. (y data)
0 0
20
40
60
waktu
Gambar 12. Waktu pengeringan (t) terhadapkecepatan pengeringan (R) bola pejal Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t) pada bola pejal, berdasarkan teori bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kecepatannya akan semakin kecil. Namun dari hasil perhitungan yang didapat, semakin lama waktu pengeringan kecepatan pengeringan yang didapat semakin naik, hal tersebut disebabkan karena kandungan air dalam bahan masih banyak.Karena bahan bola pejal yang digunakan sudah berongga sehingga mempengaruhi terhadap kecepatan pengeringan. 3. Silinder Berlubang Tabel 9. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadap kecepatan pengeringan (R) silinder berlubang No 1
Waktu(x) 4
Kecepatan Pengeringan, R(y) 9,8x10 -
2
8
0,00012
26
3
12
8,1x10 -
4
16
8,1x10 -
5
20
6,9x10 -
6
24
5,9x10 -
7
28
5,1x10 -
8
32
4,4x10 -
Dari data di atas, dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kecepatan pengeringan (R) untuk silinder berongga dengan persamaan Y=-0.000029lnx + 0.00015 0.0016 0.0014
y = 0.0001e-0.032x R² = 0.9287
0.0012 0.001
y data
0.0008
y hitung
0.0006
Expon. (y data)
0.0004 0.0002 0 0
10
20
30
40
Gambar 13. Waktu pengeringan(t) terhadapkecepatan pengeringan (R) silinder berlubang Hubungan kecepatan pengeringan ( R ) terhadap waktu pengeringan (t) pada silinder berongga terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kecepatannya akan semakin kecil. Namun, semakin lama waktu pengeringan maka kecepatan pengeringan semakin kecil disebabkan kandungan air dalam bahan berkurang sehingga kecepatan pengeringannya juga menurun. C. Pengaruh waktu pengeringan (t) terhadap kadar air (X) 1. Silinder Pejal
27
Tabel 10. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder pejal No 1
Waktu(x) 4
Kadar air, X (y) 0,79
2
8
0,543
3
12
0,432
4
16
0,272
5
20
0,161
6
24
0,111
7
28
0,099
8
32
0,012
Dari data
9
36
0
diatas
grafik
10
40
0
hubungan antara waktu
11
44
0
dapat
dibuat
pengeringan (t) dengan
kadar air
(X) untuk silinder pejal
dengan persamaan y= -0,3507 ln x+ 1,2645 1
y = -0.351ln(x) + 1.2643 R² = 0.9817
0.8 r i a r a d a K
0.6 Ydata 0.4
Yhitung
0.2
Log. (Ydata)
0 -0.2
0
10
20
30
40
50
Waktu pengeringan
Gambar 14. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder pejal Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada silinder pejal, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin
28
kecil.Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan dengan udara
2. Bola Pejal Tabel 11. Hubungan Waktu Pengeringan (t) terhadap Kadar Air (X) untukBola Pejal No 1
Waktu(x) 4
Kadar Air, X (y) 0,4537
2
8
0,3712
3
12
0,3382
4
16
0,3135
5
20
0,2887
6
24
0,2557
7
28
0,0907
8
32
0,0165
9
36
0,0082
10
40
0
11
44
0
12
48
0
Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) untuk bola pejal dengan persamaan y=-0,00215lnx + 0.0083
29
0.006 y = -0.002ln(x) + 0.0083 R² = 0.8617
0.005 r i a r a d a k
0.004 0.003
y data
0.002
y hitung
0.001
Log. (y data)
0 0
20
40
60
waktu
Gambar 15. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) bola pejal Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada bola pejal, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin kecil. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan dengan udara. 3. Silinder Berlubang Tabel 12. Hubungan waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder berlubang No 1 2 3 4 5 6 7 8
Waktu(x) 4 8 12 16 20 24 28 32
Kadar Air, X (y) 0,2166 0,10481 0,09482 0,02495 0,00998 0 0 0
Dari data diatas dapat dibuat grafik hubungan antara waktu pengeringan (t) dengan kadar air (X) untuk silinder berongga dengan persamaan y=-0.1070lnx + 0.3465.
30
0.25
y = -0.107ln(x) + 0.3466 R² = 0.9403
0.2 r i a r a d a k
0.15 Series1 0.1
Series2
0.05
Log. (Series1)
0 -0.05
0
10
20
30
40
waktu
Gambar 16. Waktu pengeringan (t) terhadapkadar air (X) silinder berlubang Hubungan waktu pengeringan ( t ) dengan kadar air ( X ) pada silinder berlubang, terlihat bahwa semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin kecil. Semakin lama waktu pengeringan maka kadar airnya semakin berkurang karena adanya transfer panas dan transfer massa antara air dalam bahan dengan udara. D. Koefisien Kecepatan Pengeringan (K G) Dengan mengetahui kecepatan rata-rata dan tekanan uap jenuhnya, maka akan diperoleh koefisien kecepatan pengeringan (K G) sebagai berikut : Tabel 13. Harga Koefisien Kecepatan Pengeringan (K G) Sampel Silinder berlubang Bola Pejal Silinder pejal
Harga K ɢ ( menitˉ¹) 1,1762 x 10 1.4762x 102.17435 x 10 -
31
BAB IV PENUTUP IV.1 KESIMPULAN
1. Semakin lama waktu pengeringan yang dilakukan maka akan semakin berkurang kadar air yang ada dalam bahan. 2. Semakin lama waktu pengeringan, maka kecepatan pengeringan akan semakin berkurang. 3. Semakin besar kadar air dalam bahan maka kecepatan pengeringan akan semakin bertambah besar atau sebaliknya. 4. Dari hasil percobaan diperoleh harga-harga sebagai berikut Tabel 14. Hasil Percobaan dari Data Perhitungan Sampel A (cm ) Xrata-rata R rata-rata K G (menit- ) (%) (gram/cm.mnt) Silinder 1,1762 x 114,6197 0,22 0,0001 pejal 10-5 Bola pejal 1.4762x 10 -5 85,7568 0,178 7,5x10 5 Silinder berlubang
211,5915
0,0564
7,5x10 -5
2.17435 x 10-5
IV.2 KRITIK DAN SARAN
1. Kritik: Alat yang tersedia kurang memadai, terutama pada timbangan atau neraca analitik, serta alat yang tidak berfungsi dengan baik. 2. Saran : Semoga Laboratorium Praktikum Dasar Teknik Kimia kedepannya lebih baik lagi, terutama dalam ketersediaan alat dan fungsi alat tersebut, sehingga praktikum dapat berjalan dengan baik.
32
DAFTAR PUSTAKA
Hardjono,Ir,199, “Operasi Teknik Kimia II”, edisi ke-1, hal. 192-240, Universitas GadjahMada, Yogyakarta Mae,W.L.,Smith,J..,and Harriot, P.,1993,”Operasi Teknik Kimia”, Jilid 2, edisi 4, hal 204,249-267, Erlangga, Jakarta Perry,R,H,194,”hemial Engineer’s Handook”,6th ed, MGraw Hill Book Company,Inc,New York Treyal, R.E, 191,”Mass Transfer Operation”,4th ed, p.66, MGraw Hill BookCompany,Tokyo
33
LAMPIRAN Perhitungan
A. Hubungan kadar air (x) dengan kecepatan pengeringan (R) 1) Silinder Pejal Berat mula-mula (Wn)
:
40,92 gr
Diameter (D)
:
3,303 cm
Tinggi (L)
:
9,4
A
=
cm
= 3.14 . 3.303 cm . 9.4 cm + ½ . 3.14 . (3.303) 2 = 114,6197 cm 2
=
R
=
= 0,0002 gr/cm 2.menit
. 100% =
X
=
. 100%
= 0,79% Dengan cara yang sama, maka didapat hasil seba gai berikut : Tabel 1. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) sil inder pejal N o
Waktu(me nit)
1
4
Berat bahan(gra m) 40,815
2
8
3 4
Twet(° C)
Tdry(° C)
R(gr/cm2.me nit)
X(%)
27
33
0,0002
0,79
40,715
28
35
0,0002
0,543
12
40,67
30
35
0,0002
0,432
16
40,605
27
36
0,0002
0,272
5
20
40,56
27
33
0,0002
0,161
6
24
40,54
27
32
0,0001
0,111
7
28
40,535
28
32
0,0001
0,099
8
32
40,5
27
32
0,0001
0,012
9
36
40,495
26
32
0,0001
0
10
40
40,495
27
35
0.00009
0
11
44
40.495
27
33
0.00008
0
Tabel 2. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) silinder pejal No 1
X(x) 0,79
R(y) 0,0002
Xy 0,0002
x2 0,624449
2
0,543
0,0002
0,0001
0,29515
3
0,432
0,0002
8x10 -
0,186755
4
0,272
0,0002
5x10 -
0,073787
5
0,161
0,0002
3x10 -
0,025765
6
0,111
0,0001
2x10 -
0,012349
7
0,099
0,0001
1x10 -
0,009757
8
0,012
0,0001
1x10 -
0,000152
9
0
0,0001
0
0
10
0
9x10 -
0
0
11
0
8x10 -
0
0
Σ
2,42
0,0016
0,0005
1,228
Dengan metode Least-Square = Y
= ax + b
Σy
= aΣx + n
Σxy
= aΣx + Σx
Sehingga, 0.0016
= 2,42a + 11b
0.0005
= 1,228a + 2,42b
3,872x10-3
= 5,8564a + 26,62b
5,5x10-3
= 13,508a + 26,62b _
-1,63x10-3
= -7,6516a
x2,42 x11
= 2,13x10-4
a 0.0016
= 2,42(2,13x10 -4) + 11b
5,1546.10-3
= 11b = 9,86x10-5
b
Maka diperoleh persamaan : y = (2x10-4)x + (9,86x10 -5) Untuk data pertama dengan x=0,79 = (2x10 -4)(0,79) + (9,86x10 -5)
y hitung
= 0.0003 %kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 16.548 % Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel 3. Data R hitung dan % kesalahan silinder pejal No 1
X(x) 0,79
R(y data) 0,0002
Y hitung 0,0003
%kesalahan 16,548
2
0,543
0,0002
0,0002
4,1363
3
0,432
0,0002
0,0002
4,8899
4
0,272
0,0002
0,0002
8,9103
5
0,161
0,0002
0,0001
15,443
6
0,111
0,0001
0,0001
11,487
7
0,099
0,0001
0,0001
0,2687
8
0,012
0,0001
0,0001
11,597
9
0
0,0001
1x10 -
4,2696
10
0
9x10 -
1x10-
6,3671
11
0
8x10 -
1x10-
17,004
Σ
100,92
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 100,92% 11 = 9,1746% 2) Bola Pejal Berat mula-mula (Wn)
:
60.9
Diameter (D)
:
5.226 cm
A
= = 3.14 (5.4cm) 2 = 85,7568 cm 2
R
=
=
= 0.00002 gr/cm 2.menit X
. 100% . 100% =
=
= 0.4537%
gr
Dengan cara yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut : Tabel 4. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) bola peja l Berat Twet(° Tdry(° No bahan(gram R(gr/cm2.menit) C) C) ) 1 60,89 27 33 2,9x10 -
X(%) 0,4537
2
60,84
28
35
8,7x10 -5
0,3712
3
60,82
30
35
7,8x10 -5
0,3382
4
60,805
27
36
6,9x10 -5
0,3135
5
60,79
27
33
6,4x10 -5
0,2887
6
60,77
27
32
6,3x10 -5
0,2557
7
60,67
28
32
9,6x10 -5
0,0907
8
60,625
27
32
0,0001
0,0165
9
60,62
26
32
9,1x10 -
0,0082
10
60,615
27
35
8,3x10 -
0
11
60,615
27
33
7,6x10 -5
0
12
60,615
29
32
6,9x10 -5
0
Tabel 5. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) bola pejal No 1
X(x) 0,4537
R(y) 2,9x10 -
xy 9x10-
x2 0,2058
2
0,3712
8,7x10 -
6x10-
0,1378
3
0,3382
7,8x10 -
7x10-
0,1144
4
0,3135
6,9x10 -
9x10-
0,0983
5
0,2887
6,4x10 -5
9x10-5
0,0834
6
0,2557
6,3x10 -
1x10-
0,0654
7
0,0907
9,6x10 -5
6x10-5
0,0082
8
0,0165
0,0001
1x10 -5
0,0003
9
0,0082
9,1x10 -5
7x10-6
7x10-5
10
0
8,3x10 -5
0
0
11
0
7,6x10 -5
0
0
12
0
6,9x10 -
0
0
Σ
2,1364
0,00627
5x10 -
0,7136
Dengan metode Least-Square = Y
= ax + b
Σy
= aΣx + n
Σxy
= aΣx + Σx
Sehingga, 0.00627
= 2,1364a + 12b
x 2,1364
0.0005
= 0,7136a + 2,1364b
x 12
0.0134
= 4,5642a + 25,6368b
0.006
= 8,5632a + 25,6368b _
0,0074 = -3,999a a
= -0,0018
0.00627
= 2,1364(-0,0018) + 12b
-2,4.10-5
= 12b
b
= 0.00084
Maka diperoleh persamaan : y =- 0.0018x+0.00084 Untuk data pertama dengan x=0,4537 Y hitung
= -0.0018(0,4537) + 0.00084 = 0.000023
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 16.85% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel6. Data R hitung dan % kesalahan bola pejal No
X(x) 0,4537
R(y) 0,00002
Y hitung 2x10 -
%kesalahan 16,85226
0,3712
0,00017
0,0002
1,087384
0,3382
0,0002
0,0002
15,6199
0,3135
0,0003
0,0003
8,072259
0,2887
0,00032
0,0003
0,102079
0,2557
0,0004
0,0004
5,070527
0,0907
0,00067
0,0007
0,996133
0,0165
0,0008
0,0008
1,288048
0,0082
0,0009
0,0008
8,316423
0
0,00083
0,0008
1,204819
0
0,00083
0,0008
1,204819
0
0,00083
0,0008
1,204819
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Σ
61,01947
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 61,01947% 12 = 5,084%
3) Silinder berlubang Berat mula-mula (Wn)
:
100,485 gr
Diameter dalam (D2)
:
0,725 cm
Diameter luar (D1)
:
4,938 cm
Tinggi (t) A
: 9,7
cm
=
) (
=
= 211,5915cm² R
=
=
= 9,8E-05 gr/cm 2.menit X
. 100% =
=
. 100%
= 0,2166%
Dengan cara yang sama, maka didapat hasil sebagai berikut : Tabel 7. Data kecepatan pengeringan (R) dan kadar air (X) s ilinder berlubang No
Waktu(meni t)
Twet(° C)
Tdry(° C)
R(gr R(gr/cm /cm .men .men it)
X(%)
4
Berat bahan(gra m) 100,4
1
27
33
9,8x10 -
0,2166
2
8
100,29
28
35
0,00012 0,0001 2
0,10481
3
12
100,28
30
35
8,1x10 -
0,09482
4
16
100,21
27
36
8,1x10 -
0,02495
5
20
100,2
27
33
6,9x10 -
6
24
100,19
27
32 32
5,9x10 -
0
7
28
100,19
28
32 32
5,1x10 -
0
8
32
100,19
27
32 32
4,4x10 -
0
Tabel 8. Hubungan antara kadar air (X) dengan kecepatan pengeringan (R) silintabder berongga No 1
X(x) 0,2166
R(y) 9,8x10 -5
xy 2x10-5
X2 0,0469
2
0,1048
0,00012
1x10 -5
0,011
3
0,0948
8,1x10 -
8x10-
0,009
4
0,025
8,1x10 -
2x10-
0,0006
5
0,01
6,9x10 -
7x10-
1x10 -
6
0
5,9x10 -
0
0
7
0
5,1x10 -
0
0
8
0
4,4x10 -
0
0
Σ
0,4512
0,0006
4x10 -
0,0676
Dengan metode Least-Square = Y
= ax + b
Σy
= aΣx + n
Σxy
= aΣx + Σx
Sehingga, 0.0006
= 0,4512a + 8b
0.00004
= 0.0676a + 0.4512b
x 0,4512 x8
0,00998
0,000271
= 0,2036a + 3,6096b
0,00032
= 0,5408a + 3,6096b _
-0.0,00004928 -0.0,00004928 = 0,3372a a
= -0,000146
0.0006
= 0,4512(-0,000146) 0,4512(-0,000146) + 8b
0,0006659
= 8b
b
= 0.0000832
Maka diperoleh persamaan : y = -0,000146x + 0,0000832 Untuk data pertama dengan x=0,2166 Y hitung
= -0,000146(0,2166) -0,000146(0,2166) + 0,0000832 = 0.000052
%kesalahan
|x 100% |x 100% =|
=
= 47,407% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel 9. Data R hitung dan % kesalahan silinder berongga No
X(x) 0,2166
R(y data) 9,8x10 -
Y hitung 5,2x10 -
%kesalahan 47,407
0,1048
0,00012
6,8x10 -
41,06
0,0948
8,1x10 -
6,9x10 -
14,097
0,025
8,1x10 -5
8x10-5
2,0595
0,01
6,9x10 -5
8,2x10 -5
19,283
0
5,9x10 -5
8,3x10 -5
40,835
0
5,1x10 -5
8,3x10 -5
64,308
0
4,4x10 -
8,3x10 -
87,78
1 2 3 4 5 6 7 8 Σ
316,83%
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 316,83% 8 = 39,60% B. Hubungan antara waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R) 1) Silinder pejal Tabel 10. Data hubungan waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R) silinder pejal No 1
Waktu(x) 4
R(y) 0,0002
ln x 1,3863
y ln x 0,0003
(ln x) 2 1,9218
2
8
0,0002
2,0794
0,0005
4,3241
3
12
0,0002
2,4849
0,0005
6,1748
4
16
0,0002
2,7726
0,0005
7,6872
5
20
0,0002
2,9957
0,0005
8,9744
6
24
0,0001
3,1781
0,0004
10,1
7
28
0,0001
3,3322
0,0004
11,104
8
32
0,0001
3,4657
0,0004
12,011
9
36
0,0001
3,5835
0,0004
12,842
10
40
0.00009
3,6889
0,0003
13,608
11
44
0.00008
3,7842
0,0003
14,32
Σ
264
0,0016
32,752
0,0044
103,07
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣ lnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σ lnx Sehingga, 0.0016
= 32,752a + 11b
x 32,752
0,0044
= 103,07a + 32,752b
x11_____
0.0052
= 1072,69a +360,272b
0.0484
= 1133,77a + 360,272b _
0.004
= -61,08a a
= -0,000065
0.0016
= 32,752(-0,000065) + 11b
0,00373
= 11b
b
= 0.00034
Maka diperoleh persamaan : Y = -0.000065 lnx + 0.00034 Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= -0.000065 (1,3863) + 0.00034 =0,0002
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 0.15% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut Tabel11. Data hubungan R hitung dan %kesalahan silinder pejal No 1
Waktu(x) 4
R(y data) 0,00023
Y hitung 2x10 -4
%kesalahan 9,1226
2
8
0,00022
2x10 -4
8,5552
3
12
0,00018
2x10 -4
1,9335
4
16
0,00017
2x10 -4
7,1036
5
20
0,00016
1x10 -4
7,4666
6
24
0,00014
1x10 -
3,3141
7
28
0,00012
1x10 -
2,8389
8
32
0,00012
1x10 -
0,2372
9
36
0,0001
1x10 -
3,9527
10
40
9,3E-05
1x10 -
8,1152
11
44
8,4E-05
9x10 -
11,539
Σ
64,179
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 64,179% 11 = 5,8345% 2) Bola pejal Tabel12. Data hubungan waktu (t) dengan kecepatan pengeringan (R) bola pejal No 1
Waktu(x) 4
R(y) 0,00002
ln x 1,3863
y ln x 3x10 -
(ln x) 2 1,9218
2
8
0,00017
2,0794
0,0004
4,3241
3
12
0,0002
2,4849
0,0005
6,1748
4
16
0,0003
2,7726
0,0008
7,6872
5
20
0,00032
2,9957
0,001
8,9744
6
24
0,0004
3,1781
0,0013
10,1
7
28
0,00067
3,3322
0,0022
11,104
8
32
0,0008
3,4657
0,0028
12,011
9
36
0,0009
3,5835
0,0032
12,842
10
40
0,00083
3,6889
0,0031
13,608
11
44
0,00083
3,7842
0,0031
14,32
12
48
0,00083
3,8712
0,0032
14,986
Σ
312
0,00627
36,623
0,0216
118,05
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx Sehingga, 0.00627
=36,623a + 12b
x 36,623
0.0216
= 118,05a + 36,623b
x 12_
0.2296
= 1341,24a +439,476b
0,2592
= 1416,6a + 439,476b _
-0,0296
= -75,36a
a
= 0,000392
0,00627
= 36,623(0,000392) + 12b
-0,00809
= 12b
b
=-0,000674
Maka diperoleh persamaan : Y = 0,000392 lnx + (-0.000674) Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= 0,000392(1.3863) + (-0.000674) = 0.00006
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 114.2158%
Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut Tabel13. Data hubungan R hitung dan %kesalahan bola pejal No 1
Waktu(x) R(y data) 4 2.9x10 -
Y hitung 6x10-
%kesalahan 114.2158
2
8
8.7x10 -
6x10-
25.68061
3
12
7.8x10 -
7x10-
12.97853
4
16
6.9x10 -
7x10-
1.695869
5
20
6.4x10 -
7x10-
14.26574
6
24
6.3x10 -
8x10-
20.75869
7
28
9.6x10 -
8x10-
17.11948
8
32
0.0001
8x10 -
17.54607
9
36
9.1x10 -
9x10-
5.17774
40
8.3x10 -
9x10-
7.733989
44
7.6x10 -
9x10-
23.34377
48
6.9x10 -
1x10-
40.0482
10 11 12 Σ
300.5645
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 300.5645% 12 = 25.047%
3) Silinder berlubang Tabel14. Data hubungan waktu (t) dengan kecepat an pengeringan (R) silinder berlubang No 1
Waktu(x) 4
R(y) 9,8x10 -5
ln x 1.3863
y lnx 0.0004
(ln x) 2 1.9218
2
8
0,00012
2.0794
0.0009
4.3241
3
12
8,1x10 -5
2.4849
0.001
6.1748
4
16
8,1x10 -
2.7726
0.0013
7.6872
5
20
6,9x10 -
2.9957
0.0014
8.9744
6
24
5,9x10 -
3.1781
0.0014
10.1
7
28
5,1x10 -
3.3322
0.0014
11.104
8
32
4,4x10 -
3.4657
0.0014
12.011
Σ
144
0.0006
21.695
0.00152
62.297
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx Sehingga, 0.0006
=21.695a + 12b
0.00152
= 62.297a + 21.695b
0.0130
= 470.6730a +260.34b
0.01824
= 747.564a + 260.3b _
-0.00524
= -276.891a
a 0.0006 b
x 21.695 ____ x12__
= -2.9364x10-5 = 21.695(-0.000029364) + 12b =1.5438x10-4
Maka diperoleh persamaan : Y = -0.000029364lnx + 0.00015438 Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= -0.000029364 (1.3863) + 0.00015438 =0.000114
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 15.91% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel15. Data hubungan R hitung dan %kesalahan silinder berongga No 1
Waktu(x) 4
R(y data) 9,8x10 -
Y hitung 0.00014
%kesalahan 15.91
2
8
0,00012
9x10 -
19.00928
3
12
8,1x10 -
8x10-
0.913249
4
16
8,1x10 -
7x10-
13.82455
5
20
6,9x10 -
7x10-
3.689386
6
24
5,9x10 -
6x10-
3.256652
7
28
5,1x10 -
6x10-
10.59182
8
32
4,4x10 -
5x10-
17.36275
Σ %kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 84.895% 8 = 10.34%
84.895
C. Hubungan antara waktu (t) dengan kadar air (X) 1) Silinder pejal Tabel16. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) silinder pejal No 1
Waktu(x) 4
Kadar air(y) 0,79022
2
8
0,54328
2,0794
1,1297
4,3241
3
12
0,43215
2,4849
1,0739
6,1748
4
16
0,27164
2,7726
0,7531
7,6872
5
20
0,16051
2,9957
0,4809
8,9744
6
24
0,11113
3,1781
0,3532
10,1
7
28
0,09878
3,3322
0,3291
11,104
8
32
0,01235
3,4657
0,0428
12,011
9
36
0
3,5835
0
12,842
10
40
0
3,6889
0
13,608
11
44
0
3,7842
0
14,32
Σ
264
2,420
32,752
5,2581
103,07
ln x 1,3863
y lnx 1,0955
(ln x) 2 1,9218
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx Sehingga, 2,42
=32,752a + 11b
5,2581
= 103,07a + 32,752b
79,260
= 1072,69a+360,272b
57,839
= 1133,77a + 360,272b -
21,421
= -61,08a a
= -0,3507
x 32,752 x 11_____
2,42
=32,752 (-0,3507) + 11b
13,91
= 11b b
=1,2645
Maka diperoleh persamaan : Y = -0,3507lnx + 1,2645 Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= -0,3507(1,3863)+ 1,2645 = 0,778
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 1,5052% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel 17. Data kadar air hitung dengan %kesalahan silinder pejal No
Waktu(x)
Y hitung
%kesalahan
4
Kadar air(y) 0,79022
1
0,778
1,5052
2
8
0,54328
0,535
1,4794
3
12
0,43215
0,393
9,0498
4
16
0,27164
0,292
7,5524
5
20
0,16051
0,214
33,257
6
24
0,11113
0,15
34,944
7
28
0,09878
0,096
2,9178
8
32
0,01235
0,049
297,4
9
36
0
0,008
0
10
40
0
-0,03
0
11
44
0
-0,06
0
Σ
388,1
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n
= 388,1% 11 =35,282% 2) Bola pejal Tabel 18. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) bola pejal No 1
Waktu(x) kadar air(y) 4 0.0045
ln x 1.3863
y lnx 0.0063
(ln x) 2 1.9218
2
8
0.0037
2.0794
0.0077
4.3241
3
12
0.0034
2.4849
0.0084
6.1748
4
16
0.0031
2.7726
0.0087
7.6872
5
20
0.0029
2.9957
0.0086
8.9744
6
24
0.0026
3.1781
0.0081
10.1
7
28
0.0009
3.3322
0.003
11.104
8
32
0.0002
3.4657
0.0006
12.011
9
36
8E-05
3.5835
0.0003
12.842
10
40
0
3.6889
0
13.608
11
44
0
3.7842
0
14.32
12
48
0
3.8712
0
14.986
Σ
312
0.0214
36.623
0.0518
118.05
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx
Sehingga, 0.0214
=36.623a + 12b
0.0518`
= 118.05a + 36.623b
0.7837
= 1341.2441a + 439.476b
0.6216
= 1416.6a + 439.476b _
0.1621
= -75.3559a a
x 36.623 ______x 12_
= -0.00215
0.0214
=36.623(-0.00215) + 12b
0.10014
= 12b
b
=0.00834
Maka diperoleh persamaan : Y = -0.00215lnx + 0.00834 Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= -0.00215(1.3863) + 0.00834 = 0.0054
% kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 18.132% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel 19. Data kadar air hitung dengan %kesalahan bola pejal No 1
Waktu(x) 4
kadar air(y) 0.0045
Y hitung 0.0054
%kesalahan 18.132
2
8
0.0037
0.0039
4.2363
3
12
0.0034
0.003
11.371
4
16
0.0031
0.0024
24.106
5
20
0.0029
0.0019
34.218
6
24
0.0026
0.0015
41.059
7
28
0.0009
0.0012
29.579
8
32
0.0002
0.0009
43.867
9
36
8x10 -
0.0006
67.034
10
40
0
0.0004
0
11
44
0
0.0002
0
12
48
0
2x10-
0
Σ
273.6
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 273.6% 12 = 22.8% 3) Silinder berlubang Tabel 20. Data hubungan waktu (t) dengan kadar air (X) silinder berlubang No 1
Waktu(x) 4
Kadar air(y) 0,2166
2
8
0,10481
2,0794
0.2179
4.3241
3
12
0,09482
2,4849
0.2356
6.1748
4
16
0,02495
2,7726
0.0692
7.6872
5
20
0,00998
2,9957
0.0299
8.9744
6
24
0
3,1781
0
10.1
7
28
0
3,3322
0
11.104
8
32
0
3,4657
0
12.011
ln x 1,3863
y lnx 0.3003
(ln x)2 1.9218
Σ
144
0,45117
21,695
0.8529
62.297
Dengan metode Least-Square = Y
= a lnx + b
Σy
= aΣlnx + n
Σylnx = aΣ(lnx) + Σlnx Sehingga, 0.45117
= 21.695a + 8b
0.8539
= 62.297a + 21.695b
9.7881
= 470.673a +173.56b
6.8312
= 498.376a + 173.56b _
2.9569
= -27.703a a
x 21.695 _
x8
= -0.1070
0.45117
= 21.695(-0.1070) + 8b
2.7725
= 8b
b
= 0.3465
Maka diperoleh persamaan : Y = -0.1070lnx + 0.3465 Untuk data pertama dengan x=4 Y hitung
= -0.1070(1.3863) + 0.3465 = 0.198167
%kesalahan
|x 100% |x 100% =| =
= 8.49% Dengan cara yang sama diperoleh data sebagai berikut : Tabel21. Data kadar air hitung dengan %kesalahan silinder berongga No 1
Waktu(x) 4
Kadar air(y) 0.2166
Y hitung 0.1982
%Kesalahan 8.494622
2
8
0.10481
0.124
18.31371
3
12
0.09482
0.0806
15.00094
4
16
0.02495
0.0498
99.56852
5
20
0.00998
0.0259
159.4792
6
24
0
0.0064
0
7
28
0
-0.0101
0
8
32
0
-0.0243
0
Σ
300.8569
%kesalahan rata-rata = Σ%kesalahan n = 300.8569% 8 = 37.60712% D. Konstanta kecepatan pengeringan (K G) 1) Silinder pejal Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut : Twet rata-rata Tdry rata-rata R rata-rata
= = 27.3636°C = 81.2545°F = 33.6363°C = 92.5454°F Σ = = Σ = 0.0001 = = =
Σ
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm didapat :
Y’
= 0.028
Molal humadity
= ya= y’ .
= 0.028 .
= 0.045014 Pa
= ya . pt = 0.045014 . 1atm = 0.045014 . 1033.5 gr/cm 2 = 46.521969 gr/cm 2
Dari tabel appendix T (°F)
P (psia)
90
0.6982
95
0.8153
95 92.5454
90 0.8153
Pai
0.6982
= =
0.49092 0.05749
= 0.8153-Pai
Pai
= 0.7578 psia
Pai
= 0.7578 psia . =
K G
. 1033.5 gr/cm 2
53.278 gr/cm 2
=
=
= 2.17435 x 10 -5 menit-1 2) Bola pejal Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut : Twet rata-rata
=
Σ
= = 27.5°C = 81.5°F
Tdry rata-rata R rata-rata
= = 33.083°C = 91.5464°F Σ = 0.000075 = =
=
Σ
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm didapat : Y’
= ya = y’ . = 0.028 . = 0.045014 = 0.028
Molal humadity
Pa
= ya . pt = 0.045014 . 1atm = 0.045014 . 1033.5 gr/cm 2 = 46.521969 gr/cm 2
Dari table appendix T (°F)
P (psia)
90
0.6982
95
0.8153
95 91.5464
90 0.8153
Pai
Pai Pai
0.6982 =
= 0.7344 psia = 0.7344 psia . =
. 1033.5 gr/cm 2
51.6328 gr/cm 2
K G
=
=
= -1.4762 x 10 -5menit-1 3) Silinder berongga Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut : Twet rata-rata Tdry rata-rata R rata-rata
= = 37.625°C = 81.725°F = 33.5°C = 92.3°F Σ = = Σ = 0.000075 = = =
Σ
Dari diagram kelembaban system udara-uap air pada 1atm didapat : Y’
= ya = y’ . = 0.028 . = 0.045014 = 0.028
Molal humadity
Pa
= ya . pt = 0.045014 . 1atm = 0.045014 . 1033.5 gr/cm 2 = 46.521969 gr/cm 2
Dari table appendix T (°F)
P (psia)
90
0.6982
95
0.8153
95 92.3
90 0.8153
Pai
0.6982
=
Pai
= 0.752066 psia
Pai
= 0.752066 psia . =
K G
. 1033.5 gr/cm 2
52.8748 gr/cm 2
=
=
= 1.1762 x 10 -5 menit-1
Tanya Jawab Seminar
1. Pertanyaan : Jenis – jenis alat pengering? (Firdaus H. 121130194) Jawaban : 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 didalam alat pengering, sedangkan udara secara terus menerus mengalir melaluinya 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. 2. Pertanyaan : Pada saat penimbangan apakah bahan langsung ditimbang dalam keadaan panas? (Desi A.121130261) Jawaban : Dalam praktikum yang telah kami lakukan pada proses penimbangan bahan, kami menaruhnya di dalam baskom yang ditutupi oleh lap basah. Hal itu bertujuan untuk menjaga kelembaban dari bahan tersebut agar air tidak menguap dari bahan tersebut karena praktikum ini mencari kadar air yang hilang dalam waktu 4 menit hingga berat bahan tersebut konstan. 3. Pertanyaan : Contoh alat pengering dalam pabrik dan industri? (Ghagah B. 121130024) Jawaban : Contoh alat pengering dalam industri adalah spray dryer yang biasa ditemui pada industri pembuatan susu bubuk. Proses terjadinya susu bubuk ada 2 tahap yaitu: a. Penyebaran konsentrat dalam bentuk tetesan-tetesan halus dengan memakai nozzle
