rotary drying to discrease of water in rice to increase to cost

TUGAS AKHIR

PENGERINGAN GABAH MENGGUNAKAN ROTARY DRIYER UNTUK MENINGKATKAN HARGA JUAL (Drying of Grain Using Rotary Dryer to Increase Price)

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang

Disusun oleh :

AGUS SUPRIYANTO L0C 008 008

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2011

HALAMAN PENGESAHAN

Nama

: Agus Supriyanto

NIM

: L0C 008 008

Program Studi

: Program Studi Diploma III Teknik Kimia

Fakultas

: Teknik

Universitas

: Diponegoro

Dosen Pembimbing

: Ir. Hj. Wahyuningsih, M. Si

Judul Laporan Tugas Akhir

: Pengeringan Gabah Menggunakan Rotary Dryer untuk Meningkatkan Harga Jual

Laporan Tugas Akhir ini telah diperiksa dan disetujui pada : Hari

:

Tanggal

:

Semarang, Juni 2011 Dosen Pembimbing,

Ir. Hj. WAHYUNINGSIH, M.Si NIP. 19540318 198603 2 001

RINGKASAN Pengeringan merupakan proses pengeluaran air dari bahan dengan menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air dari bahan tersebut menurun. Proses pengeringan biasanya disertai dengan proses penguapan air yang terdapat dalam bahan. Padi termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim: Graminae atau Glumiflorae). Tanaman semusim, berakar serabut, batang sangat pendek, struktur serupa batang terbentuk dari rangkaian pelepah daun yang saling menopang; daun sempurna dengan pelepah tegak, daun berbentuk lanset, warna hijau muda hingga hijau tua, berurat daun sejajar, tertutupi oleh rambut yang pendek dan jarang; bunga tersusun majemuk, tipe malai bercabang, satuan bunga disebut floret, yang terletak pada satu spikelet yang duduk pada panikula; buah tipe bulir atau kariopsis yang tidak dapat dibedakan mana buah dan bijinya, bentuk hampir bulat hingga lonjong, ukuran 3 mm hingga 15 mm, tertutup oleh palea dan lemma yang dalam bahasa sehari-hari disebut sekam, struktur dominan adalah endospermium yang dimakan orang. Pada praktikum ini digunakan alat pengering berupa rotary dryer untuk mengeringkan gabah. Rotary dryer terdiri dari shell berbentuk silinder horisontal yang dipasang pada suatu bantalan rol, sehingga silinder ini dapat berputar dan kedudukannya o sedikit membentuk sudut kemiringan (slope 5 ). Feed dimasukkan pada bagian ujung yang tinggi dari silinder, dan akan keluar sebagai produk kering pada bagian ujung yang lain. Sebagai pemanas bisa digunakan udara panas atau gas buang hasil pembakaran yang masih mempunyai temperatur tinggi. Pada pengeringan gabah menggunakan rotary dryer dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu yang dipakai semakin tinggi laju pengeringannya dan semakin banyak bahan yang digunakan semakin rendah laju pengeringannya. Laju pengeringan akan menurun jika lapisan air yang menutup bahan telah tipis, air yang di uapkan semakin sedikit, sehingga kebutuhan panasnya juga sedikit.

ABSTRACT Drying is a water process discharge of the material by using heatenergy so that the water content of the material is decreased. Drying process is usually accompanied by the evaporation of watercontaine in the materials. Rice is included in the rate of grain or Poaceae (synonim: Graminae or Glumiflorae). Season plant, root fibers, rods are very short, rod-like structure formed from a series of leaf midrib of mutual support, perfect leaves with midrib straight, lancedshapedleaves, light green to dark green, vained leaves are parallel, covered by short hair and rarely, flowers arrayed compound, branched panicle type, unit of flowers called florets, which is located in one seated on panikula spikelet, kariopsis fruit or grain type who can not differentiate between fruit and seeds, nearly round to oval shape, size 3 mm - 15 mm, covered by Palea andlemma which is everyday language is called the husk, the dominant structure is endospermium that people eat. In this lab used a rotary dryer dryers to dry the grains. Rotary dryer consists of a horizontal cylindrical shell mounted on a roller bearing, so the cylinder can rotate and form o a tilt angle position slightly (slope 5 ). Feed in serted at the high end of the cylinder, and will come out as a dry product at the other end. As the heater can be used hot air or exhaustcombustion products still have a high temperature. In the drying of grains using rotary dryer can be concluded that the higher the temperature the higher the rate of drying is used and the more material used the lower the rate of drying. The rate of drying will decrease if the water layer that covers the material has a thin, waterin uapkan the less, so it needs a little heat.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadi rat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah pada junjungan Rasulullah SAW, keluarga, sahabat dan para pengikutNya. menyelesaikan

Alhamdulillah Tugas

berkat

Akhir

tuntunan-Nya,

dengan

judul

penuli s

dapat

“Pengeringan

Gabah

Menggunakan Rotary Dryer untuk Meningkatkan Harga Jual”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat bagi penulis untuk meraih gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ir. H. Zainal Abidin, MS, selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2. Ir. Edy Supriyo, MT, selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Kimia 3. Dra. FS Nugraheni,M.Kes, selaku Sekretaris Program Studi Diploma III Teknik Kimia dan Dosen Wali mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Kimia angkatan 2007 kelas A. 4. Ir. Hj. Wahyuningsih, M.Si, selaku Dosen Pembimbing Laporan Tugas Akhir yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan bimbingan, dan dukungan. 5. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Diploma III Teknik Kimia atas perhatian, dorongan dan ilmu yang tak ternilai harganya. 6. Ayah, Ibunda tercinta atas doa, dorongan, cinta, kasih sayangnya nasehat dan dukungan baik secara material dan spiritual.

7. Teman-teman angkatan 2008 yang penyusun banggakan, semoga kebersamaan ini untuk selamanya 8. Dan semua pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah mendukung terselesainya laporan ini Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu

saran dan

kritik

yang

membangun

sangat

penulis

harapkan

demi

perkembangan lebih lanjut Tugas Akhir ini serta perkembangan dari ilmu pengetahuan itu sendiri. Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan pembaca pada umumnya.

Semarang,

Juni 2011

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN..........................................................................

ii

RINGKASAN ...............................................................................................

iii

PRAKATA ...................................................................................................

iv

DAFTAR ISI ................................................................................................

vi

DAFTAR TABEL .........................................................................................

ix

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

x

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................

xii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................................

1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Padi (Gabah) ............................................................................

4

2.2 Keanekaragaman Padi .............................................................

7

2.3 Drying (pengeringan) ................................................................

10

2.2.1 Pengertian pengeringan ..................................................

10

2.2.2 Konsep Dasar Sistem Pengeringan .................................

11

2.2.3 Klasifikasi Pengeringan ....................................................

12

2.2.4 Rotary dryer ......................................................................

16

2.4 Laju Pengeringan ....................................................................

17

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT 3.1 Tujuan .......................................................................................

18

3.2 Manfaat.....................................................................................

18

BAB IV PERANCANGAN ALAT 4.1 Spesifikasi Alat .........................................................................

19

4.2 Gambar Alat...............................................................................

20

4.2 Cara Kerja Alat ...........................................................................

21

BAB V METODOLOGI 5.1 Alat dan Bahan yang Digunakan ...............................................

23

5.1.1 Alat yang Digunakan .........................................................

23

5.1.2 Bahan yang Digunakan .....................................................

23

5.2 Variabel Percobaan..................................................................

23

5.2.1 Variabel Tetap ..................................................................

23

5.2.2 Variabel Berubah ............................................................

23

5.3 Cara kerja ..................................................................................

24

BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan .....................................................................

26

6.1.1 Tabel Hasil Pengamatan ..................................................

26

6.1.1.1 Variabel 1 .............................................................

26

6.1.1.2 Variabel 2 .............................................................

28

6.1.2 Kadar H2O teruapkan ......................................................

28

6.1.2.1 Variabel 1 .............................................................

28

6.1.2.2 Variabe 2 ..............................................................

29

6.1.3 Laju pengeringan ..............................................................

29

6.1.3.1 Tabel laju pengeringan .........................................

29

6.1.3.1.1 Variabel 1 ...............................................

29

6.1.3.1.2 Variabel 2 ...............................................

31

6.1.3.2 Grafik laju pengeringan .........................................

32

6.2 Pembahasan ............................................................................

33

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan ................................................................................

38

7.2 Saran .........................................................................................

39

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................

40

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Hasil Pengamatan Variabel 1 pada Suhu 60°C ..............................

26


26


27


27


27

Tabel 6. Hasil Pengamatan Variabel 2 pada Suhu 70°C .............................

28

Tabel 7. Kadar H2O Teruapkan Variabel 1 ...................................................

28

Tabel 8. Kadar H2O Teruapkan Variabel 2 ...................................................

29

Tabel 9. Laju Pengeringan Variabel 1 pada Suhu 60°C ...............................

29

Tabel 10. Laju Pengeringan Variabel 1 pada Suhu 65°C .............................

29


30


30


30

Tabel 14. Laju Pengeringan Rata-Rata Variable 1 .......................................

30


31

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Gabah ........................................................................................

7

Gambar 2. Rotary Dryer ...............................................................................

16

Gambar 3. Rotary Dryer ...............................................................................

20

Gambar 4. Feed Masuk Rotary Dryer ..........................................................

20

Gambar 5. Bantalan Rol Rotary Dryer .........................................................

20

Gambar 6. Instrumantasi Rotary Dryer ........................................................

20

Gambar 7. Blower ........................................................................................

20

Gambar 8. Burner ........................................................................................

21

Gambar 9. Grafik hubungan waktu vs H2O teruapkan variable 1 .................

32

Gambar 10. Grafik hubungan waktu vs H2O teruapkan variable 2 ...............

32

Gambar 11. Grafik hubungan waktu vs laju pengeringan variable 1 ............

33

Gambar 12. Grafik hubungan waktu vs laju pengeringan variable 2 ............

33

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Kadar Air Teruapkan ................................................... 41 Lampiran 2. Perhitungan Laju Pengeringan ........................................................ 42 Lampiran 3. Perhitungan Persen Kesalahan ....................................................... 45

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan teknologi, tuntutan akan kerja instrument yang lebih terpercaya dan lebih teliti semakin meningkat, yang kemudian menghasilkan perkembangan-perkembangan baru dalam perencanaan dan pemakaian. Untuk menggunakan instrument secara cermat, kita perlu memahami prinsip-prinsip kerja dan mampu memperkirakan apakah instrument tersebut sesuai untuk pemakaian yang telah direncanakan, misalnya pengeringan suatu bahan. Secara umum, pengeringan didefiniskan sebagai pengambilan sejumlah air yang relatif sedikit dari zat pembawanya (asalnya) baik berupa padat, cair dan gas. Kandungan air yang diinginkan dalam hasil bahan kering bervariasi tergantung pada jenis bahan yang dikeringkan. Pengeringan biasanya merupakan langkah terakhir dari sederet operasi dan hasil pengeringan biasanya siap untuk dikemas. Hal yang diinginkan dalam proses pengeringan adalah keluarnya air dari dalam bahan yang dikeringkan ke lingkungannya, sedangkan cara yang ditempuh untuk mencapai hal ini amatlah bervariasi, disesuaikan dengan kebutuhan dan kemampuan. Ada yang menggunakan panas matahari, panas buatan oleh heater, sistem vakum, atau kombinasi dari mereka. Proses pengeringan meliputi fenomena penghantaran panas dan massa secara serempak dan memperlambat kerusakan biji akibat aktifitas biologik sebelum bahan diolah. Variabel-variabel yang mempengaruhi pengeringan adalah suhu udara, kelembaban udara,kecepatan udara, kadar air awal dan akhir

Kandungan zat cair didalam bahan yang dikeringkan berbeda dari satu bahan ke bahan lain. Kadang-kadang bahan yang tidak mengandung zat cair sama sekali yang disebut kering tulang. Namun, pada umumnya zat padat masih mengandung sedikit zat cair. Secara garis besar pengeringan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu : pengeringan secara alami (natural drying) dan pengeringan buatan (artificial drying). Pengeringan secara alami atau secara konvensional yaitu produk yang dikeringkan dihamparkan di atas lantai, baik yang berupa lantai semen maupun lantai tanah, kemudian dilakukan penjemuran di bawah sinar matahari. Sedangkan pengeringan buatan dilakukan dengan alat mekanis seperti alat-alat pengering, oven dryer, packed bad dryer, rotary dryer, spray dryer, freeze dryer dan lain sebagainya. Pengeringan dapat memberikan keuntungan antara lain: memperpanjang masa simpan, mengurangi penurunan mutu sebelum diolah lebih lanjut, memudahkan dalam pengangkutan, menimbulkan aroma khas pada bahan serta memiliki nilai ekonomi lebih tinggi. Dilihat dari keuntungan pengeringan tersebut maka metode ini sangatlah penting jika di aplikasikan dalam dunia pertanian. Hasil panen seperti padi, jagung, kacang-kacangan, kedelai, dan lain sebagainya. Dengan menggunakan alat pengering tersebut sangat membantu para petani untuk mendapatkan hasil panen yang berkualitas tinggi dan bisa tahan lama serta meningkatkan pendapatan petani.

1.2 Perumusan Masalah Gabah merupakan hasil pertanian yang sangat berguna bagi kehidupan manusia. Untuk menghasilkan beras yang berkualitas tinggi maka gabah harus memiliki kandungan air yang cukup. Jika gabah terlalu banyak air akan menghasilkan beras yang tidak baik, bahkan tidak bisa untuk digiling. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang baik harus ada proses pengeringan terlebih dahulu. Untuk pengeringan tersebut biasanya petani menggunakan sinar matahari (pengeringan alami). Untuk pengeringan alami ini memiliki banyak kekurangan selain membutuhkan waktu yang lama, pengeringan ini juga bergantung pada cuaca. Jika cuaca panas maka pengeringan akan berlangsung cepat (2 hari) tetapi jika cuaca mendung atau hujan pengeringan bisa berlangsung 4–5 hari sampai cukup kering untuk bisa dijual atau digiling. Jika cuaca mendung terus maka petani akan menimbulkan kerugian material. Oleh karena untuk mengatasi hal itu perlu dilakukan perubahan dalam pengeringan. Pengeringan yang menggunakan tenaga sinar matahari perlu diubah menggunakan mesin. Pengeringan dengan menggunakan mesin, bisa mempersingkat waktu pengeringan. Selain itu laju pengeringan dan kadar air dari gabah bisa diketahui sehingga dapat meningkatkan harga jual gabah dan produk beras yang dihasil memiliki kualitas lebih baik dibandingkan dengan menggunakan metode pengeringan alami.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Padi (Gabah)

Padi (Gabah) adalah salah satu tanaman budidaya terpenting dalam kehidupan manusia yaitu sebagai bahan makanan utama. Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua serealia, setelah jagung dan gandum. Namun demikian, padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia.

Padi termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim: Graminae atau Glumiflorae). Tenaman semusim, berakar serabut, batang sangat pendek, struktur serupa batang terbentuk dari rangkaian pelepah daun yang saling menopang; daun sempurna dengan pelepah tegak, daun berbentuk lanset, warna hijau muda hingga hijau tua, berurat daun sejajar, tertutupi oleh rambut yang pendek dan jarang; bunga tersusun majemuk, tipe malai bercabang, satuan bunga disebut floret, yang terletak pada satu spikelet yang duduk pada panikula; buah tipe bulir atau kariopsis yang tidak dapat dibedakan mana buah dan bijinya, bentuk hampir bulat hingga lonjong, ukuran 3 mm hingga 15 mm, tertutup oleh palea dan lemma yang dalam bahasa sehari-hari disebut sekam, struktur dominan adalah endospermium yang dimakan orang.

Padi pada saat ini tersebar luas di seluruh dunia dan tumbuh di hampir semua bagian dunia yang memiliki cukup air dan suhu udara cukup hangat.Padi menyukai tanah yang lembab dan becek.Sejumlah ahli menduga, padi merupakan

hasil evolusi dari tanaman moyang yang hidup di rawa. Pendapat ini berdasar pada adanya tipe padi yang hidup di rawa-rawa (dapat ditemukan di sejumlah tempat di Pulau Kalimantan), kebutuhan padi yang tinggi akan air pada sebagian tahap kehidupannya, dan adanya pembuluh khusus di bagian akar padi yang berfungsi mengalirkan udara (oksigen) ke bagian akar. Hingga sekarang ada dua spesies padi yang dibudidayakan manusia secara massal: Oryza sativa yang berasal dari Asia dan O. glaberrima yang berasal dari Afrika Barat.

Pada awal mulanya O. sativa dianggap terdiri dari dua subspesies, indica dan japonica (sinonim sinica). Padi japonica umumnya berumur panjang, postur tinggi namun mudah rebah, lemmanya memiliki "ekor" atau "bulu" (Ing.awn), bijinya cenderung membulat, dan nasinya lengket. Padi indica, sebaliknya, berumur lebih pendek, postur lebih kecil, lemmanya tidak ber-"bulu" atau hanya pendek saja, dan bulir cenderung oval sampai lonjong. Walaupun kedua anggota subspesies ini dapat saling membuahi, persentase keberhasilannya tidak tinggi.Contoh terkenal dari hasil persilangan ini adalah kultivar 'IR8', yang merupakan hasil seleksi dari persilangan japonica (kultivar 'Deegeowoogen' dari Formosa) dengan indica (kultivar 'Peta' dari Indonesia).Selain kedua varietas ini, dikenal varietas minor javanica yang memiliki sifat antara dari kedua tipe utama di atas.Varietas javanica hanya ditemukan di Pulau Jawa.

Kajian dengan bantuan teknik biologi molekular sekarang menunjukkan bahwa selain dua subspesies O. sativa yang utama, indica dan japonica, terdapat pula subspesies minor tetapi bersifat adaptif tempatan, seperti aus (padi gogo dari Bangladesh), royada (padi pasang-surut/rawa dari Bangladesh), ashina (padi pasang-surut dari India), dan aromatic (padi wangi dari Asia Selatan dan Iran,

termasuk

padi

basmati

yang

terkenal).

Pengelompokan

ini

dilakukan

menggunakan penandaRFLP dibantu dengan isozim. Kajian menggunakan penanda genetik SSR terhadap genominti sel dan dua lokus pada genom kloroplas menunjukkan bahwa pembedaan indica dan japonica adalah mantap, tetapi japonica ternyata terbagi menjadi tiga kelompok khas: temperate japonica ("japonica daerah sejuk" dari Cina, Korea, dan Jepang), tropical japonica ("japonica daerah tropika" dari Nusantara), dan aromatic. Subspesies aus merupakan kelompok yang terpisah.

Berdasarkan bukti-bukti evolusi molekular diperkirakan kelompok besar indica dan japonica terpisah sejak ~440.000 tahun yang lalu dari suatu populasi spesies moyang O. rufipogon.Domestikasi padi terjadi di titik tempat yang berbeda terhadap dua kelompok yang sudah terpisah ini.Berdasarkan bukti arkeologi padi mulai dibudidayakan (didomestikasi) 10.000 hingga 5.000 tahun sebelum masehi.

Dalam perdagangan komoditas, gabah merupakan tahap yang penting dalam pengolahan padi sebelum dikonsumsi karena perdagangan padi dalam partai besar dilakukan dalam bentuk gabah. Terdapat definisi teknis perdagangan untuk gabah, yaitu hasil tanaman padi yang telah dipisahkan dari tangkainya dengan cara perontokan.

Gambar 1. Gabah 2.2 Keanekaragaman Padi

Keanekaragaman jenis padi antara lain :

a. Padi gogo

Di beberapa daerah tadah hujan orang mengembangkan padi gogo, suatu tipe padi lahan kering yang relatif toleran tanpa penggenangan seperti di sawah.Di Lombok dikembangkan sistem padi gogo rancah, yang memberikan penggenangan dalam selang waktu tertentu sehingga hasil padi meningkat.

b. Padi rawa

Padi rawa atau padi pasang surut tumbuh liar atau dibudidayakan di daerah rawa-rawa. Selain di Kalimantan, padi tipe ini ditemukan di lembah Sungai Gangga. Padi rawa mampu membentuk batang yang panjang sehingga dapat mengikuti perubahan kedalaman air yang ekstrem musiman.

c. Padi pera

Padi pera adalah padi dengan kadaramilosa pada pati lebih dari 20%

pada

berasnya.

Butiran

nasinya

jika

ditanak

tidak

saling

melekat.Lawan dari padi pera adalah padi pulen.Sebagian besar orang Indonesia menyukai nasi jenis ini dan berbagai jenis beras yang dijual di pasar Indonesia tergolong padi pulen.Penggolongan ini terutama dilihat dari konsistensi nasinya.

d. Ketan

Ketan (sticky rice), baik yang putih maupun merah/hitam, sudah dikenal sejak dulu. Padi ketan memiliki kadar amilosa di bawah 1% pada pati berasnya. Patinya didominasi oleh amilopektin, sehingga jika ditanak sangat lekat.

e. Padi wangi

Padi wangi atau harum (aromatic rice) dikembangkan orang di beberapa tempat di Asia, yang terkenal adalah ras 'Cianjur Pandanwangi' (sekarang telah menjadi kultivar unggul) dan 'rajalele'.Kedua kultivar ini adalah varietas javanica yang berumur panjang. Di luar negeri orang mengenal padi biji panjang (long grain), padi biji pendek (short grain), risotto, padi susu umumnya menggunakan metode silsilah. Salah satu tahap terpenting dalam pemuliaan padi adalah dirilisnya kultivar 'IR5' dan 'IR8', yang merupakan padi pertama yang berumur pendek namun berpotensi hasil tinggi. Ini adalah awal revolusi hijau dalam budidaya padi.Berbagai

kultivar padi berikutnya umumnya memiliki 'darah' kedua kultivar perintis tadi.

Proses

gabah

menjadi

beras

dimulai

dari

proses

pemanenan,

perontokan,pengeringan dan penggilingan. Setiap tahap memerlukan penanganan denganteknologi yang berbeda-beda.Semua hasil pertanian termasuk gabah, mengandung airyang ada di permukaan maupun yang ada di dalamnya.Gabah memiliki 2 (dua) komponen utama, yaitu air dan bahan kering. Banyaknya air yang terkandung dalamgabah disebut kadar air dan dinyatakan dengan persen (%). Pengeringan dilakukan karena kadar air gabah panen umumnya masih tinggi, yaitu antara 22%-23% padamusim kemarau dan antara 24%-26% pada musim pengujan. Pengeringan gabahadalah proses menghilangkan kadar air yang terkandung

dalam

gabah

denganmemberikan

panas

dimana akan

terjadi

konversi menjadi uap air dan dipindah keudara. Pemanasan yang diberikan dapat dengan cara konveksi, konduksi ataupun radiasi. Pengeringan gabah merupakan suatu perlakuan yang bertujuan untuk menurunkan kadar air sehingga gabah dapat disimpan lama, daya kecambah dapatdipertahankan, mutu gabah agar tetap dapat dijaga (tidak kuning, tidak berkecambah dan tidak berjamur), memudahkan proses penggilingan dan untuk meningkatkan rendemen serta menghasilkan beras gilingan yang baik. Berdasar tingkat kekeringannya, gabah dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis,antara lain : 1. Gabah Kering Panen (GKP), adalah gabah yang mengandung kadar air lebihdari 18% tetapi sampai 25%. 2. Gabah Kering Simpan (GKS), adalah gabah yang memiliki kandungan kadarair antara 14% sampai 18%.

3. Gabah Kering Giling (GKG), adalah gabah yang memiliki kandungan kadarair maksimal 14%.

Untuk menentukan kadar air dapat menggunakan tester digital atau dengan perasaan yang sering digunakan oleh petani, yakni dengan menggigit butir gabah. Dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara dari bahan

yang dikeringkan.

Penguapan

ini

dilakukan

dengan

menurunkan

kelembaban udara dalam ruangan dan mengalirkan udara panas ke sekeliling bahan sehingga kandungan uapair bahan lebih besar dari pada tekanan uap air udara. Perbedaan tekanan ini menyebabkan terjadinya uap air dari bahan ke udara (terjadi proses penguapan yaitu dari air menjadi gas atau uap air). (hhtp://id.wikipedia.org/wiki/ciri-padi-kering)

2.3 Drying (Pengeringan) 2.3.1 Pengertian Pengeringan Pengeringan merupakan tahap akhir dari suatui proses sebelum dilakukan pengepakan. Pengepakan atau dehidrasi bahan—bahan biologis terutama bahan makanan

tujuannya

biasanya

untuk

pengawetan.

Mikroorganisme

yang

menyebabkan makanan menjadi busuk atau rusak tidak akan dapat tumbuh dan berkembang biak dalam bahan yang kering. Juga beberapa enzim yang mengubah secara kimia pada makanan atau bahan-bahan biologis tidak akan berfungsi tanpa adanya air. Apabila kandungan air direduksi sampai dibawah 10% berat, mikroorganisme akan tidak aktif. Biasanya pengeringan bahan makanan sampai di bawah 5% untuk mengawetkan rasa dan nutrisi. Makanan yang kering dapat disimpan untuk jangka waktu yang lama. (Pramudono,1998)

Pengeringan biasanya didefinisikan sebagai pengambilan air yang relatif kecil dari suatu zat padat . Sebagai contoh, suatu bahan padat basah seperti kayu , kain atau kertas dapat dikeringkan dengan cara menguapkan airnya baik dengan aliran gas panas maupun tidak. Pengambilan moisture secara mekanis misalnya dengan jalan pengepresan atau sentrifugasi tidak bisa dikatakan sebagai proses pengeringan. Perlu dibedakan antara operasi pengeringan dengan oprasi penguapan (evaporasi). (Treybal 1980) Evaporasi merupakan pengambilan air yang relatif besar dari suatu larutan yang encer untuk tujuan pemekatan dengan jalan memanaskan larutan tersebut pada temperatur titik didihnya sehingga air akan menguap.Secara umum pengeringan didefinisikan sebagai pengambilan sejumlah air yang relatif sedikit dari

zat

pembawa

(asal)

baik

berupa

padat,

cair

maupun

gas.

(http://www.scribd.com/doc/45777158/Tugas-PMT-Makalah-Pengeringan)

2.3.2 Konsep Dasar Sistem Pengeringan Proses pengeringan merupakan proses perpindahan panas dari sebuah permukaan benda sehingga kandungan air pada permukaan benda berkurang. Perpindahan panas dapat terjadi karena adanya perbedaan temperatur yang signifikan antara dua permukaan. Perbedaan temperatur ini ditimbulkan oleh adanya aliran udara panas diatas permukaan benda yang akan dikeringkan yang mempunyai temperatur lebih dingin. (hhtp://id.wikipedia.org/wiki/dasar_pengeringan) Kelembaban yang terkandung dalam larutan padat atau cair memberikan suatu tekanan uap. Jika kemudian zat padat atau cair basah terkena langsung dengan gas panas, padatan akan kehilangan air karena adanya penguapan sampai tekanan uap kelembaban yang terdapat pada zat padat sama. Zat padat

dan gas ini kemudian dalam kesetimbangan, dan kadar air dari zat padat disebut kadar air setimbang pada kondisi yang berlaku. (Treybal 1995) 2.3.3

Klasifikasi Pengeringan Berdasarkan pemanasnya, proses pengeringan dibagi menjadi:

a. Pengeringan langsung (Direct dryer) Pada pengeringan langsung, media pemanas berkontrak akrab dengan bahan basah yang akan dikeringkan. Cairan dalam bahan basah akan menguap dan terbawa bersama media pemanas yaitu udara panas atau gas panas. Diret dryer juga disebut convection dryer. Sifat-sifat umum pada pengeringan langsung: 1. Kontak langsung antara gas dengan bahan yang akan dikeringkan dan menguapkan cairannya 2. Temperatur pengeringan paling tinggi 1000oK. Untuk temperatur lebih dari 1000oK mekanisme perpindahan panas karena radiasi lebih dominan. 3. Apabila temperatur gas lebih rendah daripada titik didih maka kandungan uap dalam gas akan mempengaruhi laju pengeringan dan kandungan akhir dalam bahan. Sebaliknya apabila temperatur gas diatas titik didih maka kandungan uap dalam gas akan kecil pengaruhnya terhadap laju pengeringan dan kandungan air pada akhir produk. 4. Effisiensi pengeringan menjadi besar dengan naiknya temperatur gas pengering yang masuk. b. Pengeringan tidak langsung (Indirect dryer) Pada pengeringan tidak langsung, panas untuk pengeringan dipindahkan ke bahan basah melalui dinding pembatas. Cairan yang diuapkan tidak tergantung pda media pemanas, tetapi laju pengeringan tergantung pada kontak antara bahan

basah dengan bidang pemanas. Atas dasar perpindahan panas yang demikian ini maka pengeringan tidak langsung juga disebut dengan conduction dryer. Sifat-sifat operasi yang umum pada indirect dryer: 1. Panas dipindahkan dari media pemanas ke bahan secara konduksi melalui suatu dinding pemisah yang biasanya terbuat dari logam. 2. Indirect

dryer cocok untuk pengeringan dengan tekanan

rendah,

memungkinkan pengambilan kembali solven apabila dikehendaki, sehingga mencegah kontaminasi antara bahan dan mencegah terjadinya oksidasi yang bisa menyebabkan dekomposisi. 3. Indirect dryer yang menggunakan ”condensing fluid” sebagai media pemanas apabila ditinjau dari sudut kebutuhan panasnya biasanya ekonomis, karena panas yang dibutuhkan sesuai dengan bahan yang dikeringkan.(Pramudono,1998) Berdasarkan bahan yang akan dipisahkan, dryer terdiri dari: 1. Pengering untuk Zat Padat dan Tapal a. Rotary Dryer (Pengering Putar) Pengering putar terdiri dari sebuah selongsong berbentuk silinder yang berputar, horisontal atau gerak miring ke bawah kearah keluar.Umpan masuk dari satu ujung silinder, bahan kering keluar dari ujung yang satu lagi. b. Screen Conveyor Dryer Lapisan bahan yang akan dikeringkan diangkut perlahan-lahan diatas logam melalui kamar atau terowongan pengering yang mempunyai kipas dan pemanas udara.

c. Tower Dryer (Pengering Menara) Pengering menara terdiri dari sederetan talam bundar yang dipasang bersusun keatas pada suatu poros tengah yang berputar.Zat padat itu menempuh jalan seperti melalui pengering, sampai keluar sebagian hasil yang kering dari dasar menara. d. Tray Dryer (Pengering Talam) Pengering ini terdiri dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisi dua buah truk yang mendukung rak-rak H. Setiap rak mempunyai sebuah

talam

dangkal

akandikeringkan.Udara

yang

panas

penuh

disirkulasi

dengan

bahan

yang

diantara talam dengan

bantuan kipas dan motor, mengalir melalui pemanas. e. Screw Conveyor Dryer (Pengering Konveyor Sekrup) pengering konveyor sekrup adalah suatu pengering kontinyu kalor tak langsung, yang pada pokoknya terdiri dari sebuah konveyor sekrup horizontal (atau konveyor dayung) yang terletak di dalam selongsong bermantel berbentuk silinder. f.

Fluid Bed Conveyor Meskipun didesain untuk bahan yang berair, alat ini juga dapat dimodifikasi untuk menangani bahan pelarut organik.

g. Flash Dryer (Pengering Kilat) Gilingan bahan padat basah diangkut selama beberapa detik di dalam arus gas panas. Pengeringan akan berlangsung selama pengangkutan. Laju perpindahan kalor dari gas ke partikel zat padat suspensi itu sangat cepat, sehingga diperlukan tidak lebih dari tiga atau empat detik

untuk menguapkan hampir seluruh kebasahan dari zat padat itu.Suhu gas tinggi sering mencapai kira-kira 1200oF. 2. Pengeringan Larutan dan Bubur a. Spray Dyer (Pengering Semprot) Pada Spray dyer, bahan cair berpartikel kasar (slurry) dimasukkan lewat pipa saluran yang berputar dan disemprotkan ke dalam jalur yang berudara bersih, kering, dan panas dalam suatu tempat yang besar, kemudian produk yang telah kering dikumpulkan dalam filter kotak, dan siap untuk dikemas. b. Thin Film Dryer (Pengering Film Tipis) Saingan Spay dyer dalam beberapa penerapan tertentu adalah pengering film tipis yang dapat menanganani zat padat maupun bubur dan

menghasilkan

hasil

padat

yang

kering

dan

bebas

mengalir.Efesiensi termal pengering film tipis biasanya tinggi, dan kehilangan zat padatnya pun kecil.Alat ini relatif lebih mahal dan luas permukaan perpindahan kalornya terbatas. c. Drum Dryer (Pengering Tromol) Pengering tromol terdiri dari satu rol logam atau lebih yang dipanaskan, dimana lapisan tipis zat cair dipanaskan di luar tromol itu sampai kering.Zat padat kering dikikis dari rol itu pada waktu rol itu berputar dengan perlahan-lahan.(Mc. Cabe, 2002) 2.2.4

Rotary dryer Rotary dryer merupakan jenis pengering kontinu yang paling banyak

digunakan untuk mengeringkan bahan yang berbentuk butiran (granular) dan

kristal yang tidak terlalu basah pada permulaan operasi supaya mudah pengangkutannya oleh conveyor, dan tidak lengket pada dinding dryer. Rotary dryer terdiri dari shell berbentuk silinder horisontal yang dipasang pada suatu bantalan rol, sehingga silinder ini dapat berputar dan kedudukannya sedikit membentuk sudut kemiringan. Pada bagian dalam silinder terdapat sekatsekat yang arahnya membujur sejajar sumbu silinder, sepanjang silinder. Sekat ini disebut “flight” fungsinya untuk mengangkat butiran bahan yang dikeringkan pada saat silinder berputar. Feed dimasukkan pada bagian ujung yang tinggi dari silinder, dan akan keluar sebagai produk kering pada bagian ujung yang lain. Gerakan maju dari bahan yang dikeringkan ini karena adanya putaran silinder, kemiringan silinder dan flights. Sebagai pemanas bisa digunakan udara panas atau gas buang hasil pembakaran yang masih mempunyai temperatur tinggi. (Treybal, 1995)

Gambar 2. Rotary dryer 2.4 Laju Pengeringan Untuk

menentukan

waktu

pengeringan

dari

suatu

bahan

dapat

berdasarkan data dari drying test atau kurva laju pengeringan dari bahan tersebut.

Dryieng test yaitu hubungan antara moisture content suatu bahan vs waktu pengringan pada temperatur, humidity dan kecepatan pengering tetap. Kurva laju pengeringan yaitu menunjukkan hubungan antara laju pengeringan vs kandungan air. Laju pengeringan didefinisikan sebagai berikut : =

−

Dimana : N = laju pengeringan (lb H2O yang diuapkan/jam ft2) Ss = berat bahan kering (lb) A = luas permukaan pengeringan (ft2) X = moisture content dry basis (lb H2O/lb bahan kering) θ = waktu (jam) (Treybal,1995)

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT

3.1 Tujuan Tujuan dari perancangan Rotary Dryer ini adalah : 1. Melengkapi syarat kelulusan mahasiswa menempuh Program Diploma III pada Program Studi Diploma III Teknik Kimia Universitas Diponegoro. 2. Menerapkan ilmu yang didapat dari bangku perkuliahan secara terpadu dan terperinci, sehingga berguna bagi perkembangan industri di Indonesia. 3. Melengkapi peralatan di Laboratorium. 4. Mengetahui pengaruh jumlah air, suhu, dan waktu yang diperlukan pada bahan yang diamati dalam percobaan rotary dryer. 5. Mengetahui nilai ekonomis harga antara gabah sebelum dikeringkan dengan gabah yang sudah dikeringkan.

3.2 Manfaat Manfaat diadakannya penyusunan tugas akhir ini diharapkan : 1. Mahasiswa dapat mengaplikasikan ilmu yang diperoleh di perkuliahan. 2. Mahasiswa akan lebih terlatih dalam perancanan alat-alat industri. 3. Memberikan kontribusi positif bagi pengembangan almamater. 4. Memberikan pengetahuan tentang rotary dryer dan penggunaannya. 5. Mahasiswa dapat menghitung laju pengeringan, persen kelembaban (persen humadity), dan persen kadar air dari bahan yang dikeringkan (gabah).

BAB IV

PERANCANGAN ALAT

4.1 Spesifikasi Alat Spesifikasi Perancangan alat rotarydryer : a. Panjang : 3 m b. Diameter : 12 inci c. Tinggi : 70 cm d. Kapasitas : 10 kg/jam e. Penggerak motor dan gear menggunakan elektronik motor 1 dan gearbox f.

Daya yang dibutuhkan untuk memutar pipa 0,5 PK (200-400 watt) dan untuk blower sebesar 0,75 PK

g. Bahan kipas (fan) pada blower terbuat dari metal h. Media pemanas yang digunakan adalah udara yang ditekan menggunakan blower dan dipanaskan oleh kompor gas i.

Bahan utama dari pipa rotary adalah stainless steel 2 mm 304

j.

Bahan rangka penopang pipa adalah besi siku

k. Variable yang digunakan adalah waktu, suhu, dan kadar air (kelembaban) l.

Lama pemanasan dalam pipa 7 menit.

m. Kelengkapan lainnya adalah computer DCS untuk memberikan set point dan mencatat suhu bahan, tungku pemanas dan kompor gas sebagai sumber panas, blower untuk menekan udara panas supaya dapat masuk ke dalam pipa sehingga bahan bisa dikeringkan.

4.2 Gambar Alat

Gambar 3. Rotary Dryer

Gambar 4. Feed masuk rotary dryer

Gambar 6. Instrumentasi rotary dryer

Gambar 5. Bantalan rol rotary dryer

Gambar 7. Blower

Gambar 8. Burner 4.3

Cara Kerja Alat a. Menyiapkan bahan yaitu gabah. b. Menyalakan alat rotary dryer dengan sumber llistrik dan tunggu selama 15 menit sebelum digunakan. c. Menyalakan kompor gas lalu komputer dan tunggu sampai keadaan stabil. d. Udara akan ditekan oleh blower dan dipanaskan oleh kompor gas sehingga udara panas akan mengalir ke dalam pipa yang digunakan sebagai media pemanas untuk pengeringan gabah. e. Buka program pengeringan pada computer lalu mengatur set point suhu DCS. f.

Tunggu suhu pada pipa sampai suhu yang telah ditentukan pada set point.

g. Memasukkan gabah basah pada feeder rotary dryer. h. Mencatat waktu saat gabah keluar pertama kali di output dan setiap menit dari output gabah, ditimbang sampai gabah yang dimasukkan habis. i.

Setelah habis catat waktu yang dibutuhkan saat gabar telah habis.

j.

Melakukan pengamatan sampai 5 kali pengamatan pada variabel yang telah ditentukan.

k. Menghitung kadar air pada waktu yang telah ditentukan. l.

Matikan alat setelah melakukan praktikum.

BAB V METODOLOGI

5.1

Alat dn Bahan yang Digunakan

5.1.1

Alat yang digunakan

o

Rotary Dryer

o

Timbangan

o

Stopwatch

5.1.2 

Bahan yang digunakan Gabah

5.2

Variabel Percobaan

5.2.1

Variabel tetap



Ukuran alat : -

Panjang silinder

:3m

-

Diameter silinder : 38 cm

-

Tinggi silinder

: 30 cm



Kecepatan putar rotary dryer



Berat bahan 6000 gr

5.2.2

Variabel Berubah

 Suhu



-

Berat bahan 6000 gr untuk suhu 60°C, 65°C, 70°C, 75°C dan 80°C

-

Berat bahan 10.000 gr untuk suhu 70°C

Waktu : 1 menit, 2 menit, 3 menit, 4 menit, dan 5 menit

5.3

Cara Kerja

5.3.1

Perlakuan pendahuluan a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum pengeringan gabah. b. Mengayak

gabah dari

kotorannya

lalu menimbangnya

dengan

menggunakan timbangan. 5.3.2

Cara kerja alat a. Menyiapkan bahan yaitu gabah. b. Menyalakan alat rotary dryer dengan sumber llistrik dan tunggu selama 15 menit sebelum digunakan. c. Menyalakan kompor gas lalu komputer dan tunggu sampai keadaan stabil. d. Udara akan ditekan oleh blower dan dipanaskan oleh kompor gas sehingga udara panas akan mengalir ke dalam pipa yang digunakan sebagai media pemanas untuk pengeringan gabah. e. Buka program pengeringan pada computer lalu mengatur set point suhu DCS. f.

Tunggu suhu pada pipa sampai suhu yang telah ditentukan pada set point.

g. Memasukkan gabah basah pada feeder rotary dryer. h. Mencatat waktu saat gabah keluar pertama kali di output dan setiap menit dari output gabah, ditimbang sampai gabah yang dimasukkan habis. i.

Setelah habis catat waktu yang dibutuhkan saat gabar telah habis.

j.

Melakukan pengamatan sampai 5 kali pengamatan pada suhu dan berat yang telah ditentukan.

k. Menghitung kadar air pada waktu yang telah ditentukan. l.

Matikan alat setelah melakukan praktikum.

BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN 6.1 Hasil Pengamatan 6.1.1 Tabel Hasil Pengamatan Praktikum pengeringan gabah dengan rotary dryer dilakukan dengan menggunakan 2 variabel bahan yang berbeda dan 5 variabel suhu yang berbeda yaitu suhu 60oC, 65oC, 70oC, 75oC, dan 80oC. 6.1.1.1 Variabel 1 Menggunakan gabah sebanyak 6000 gr. Tabel 1. Hasil Pengamatan Variabel 1 pada Temperatur 60oC

Waktu (menit) 0 1 2 3 4 5 Total

Bahan Kering (gr) 0 1000 1650 1450 950 750 5800

H2O teruapkan (gr) 0 5000 3350 1900 950 200

Tabel 2. Hasil Pengamatan Variabel 1 pada Temperatur 65oC


Bahan Kering (gr) 0 1150 1550 1350 850 750 5650

H2O teruapkan (gr) 0 4850 3300 1950 1100 350



Bahan Kering (gr) 0 1050 1500 1350 900 750 5550

H2O teruapkan (gr) 0 4950 3450 2100 1200 450



Bahan Kering (gr) 0 1000 1400 1250 950 850 5450

H2O teruapkan (gr) 0 5000 3600 2350 1400 550



Bahan Kering (gr) 0 1050 1350 1250 900 850 5400

H2O teruapkan (gr) 0 4950 3600 2350 1450 600

6.1.1.2 Variabel 2 Menggunakan gabah sebanyak 10000 gr pada suhu 70oC. Tabel 6. Hasil pengamatan variabel 2 pada suhu 70°C

Waktu (menit)

Berat bahan kering (gr)

H2O teruapkan (gr)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Total

0 300 500 800 900 1150 1300 1550 1400 750 500 300 100 9550

0 9700 9200 8405 7500 6350 5050 3500 2100 1350 850 550 450

6.1.2 Kadar H2O Teruapkan 6.1.2.1 Variabel 1 Tabel 7. Kadar H2O teruapkan variabel 1

Suhu

Berat bahan masuk (gr)

Berat bahan keluar (gr)

H2O yang menguap di rotary dryer (gr)

Prosentase H2O yang teruapkan (%)

60°C 65°C 70°C 75°C 80°C

6000 6000 6000 6000 6000

5800 5650 5550 5450 5400

200 350 450 550 600

3,33 5,83 7,5 9,17 10

6.1.2.2 Variabel 2 Tabel 8. Kadar H2O teruapkan variabel 2

Suhu

Berat bahan masuk (gr)

Berat bahan keluar (gr)

H2O yang menguap di rotary dryer (gr)

Prosentase H2O yang teruapkan (%)

70°C

10000

9550

450

4,5

6.1.3 Laju Pengeringan 6.1.3.1 Tabel laju pengeringan 6.1.3.1.1 Variabel 1 Tabel 9. Laju pengeringan variabel 1 pada suhu 60°C


lb bahan kering 0 2,2 3,63 3,19 2,09 1,65 12,76

lb H2O teruapkan 0 11 7,37 4,18 2,09 0,44

Laju pengeringan (N) lb/ft2 jam 0 3,002 1,709 0,562 0,137 0,018

Tabel 10. Laju pengeringan variabel 1 pada suhu 65°C


lb bahan kering 0 2,53 3,41 2,97 1,87 1,65 12,43

lb H2O teruapkan 0 10,67 7,26 4,29 2,42 0,77




lb bahan kering 0 2,31 3,3 2,97 1,98 1,65 12,21

lb H2O teruapkan 0 10,89 7,59 4,62 2,64 0,99




lb bahan kering 0 2,2 3,08 2,75 2,09 1,87 11,99

lb H2O teruapkan 0 11 7,92 5,17 3,08 1,21




Waktu (menit) 1 2 3 4 5

lb bahan kering 0 2,31 2,97 2,75 1,98 1,87 11,88

lb H2O teruapkan 0 10,89 7,92 5,17 3,19 1,32


Tabel 14. Laju pengeringan rata-rata variabel 1 Berat bahan Berat bahan H2O yang Laju masuk (lb) keluar (lb) menguap di pengeringan (N) rotary dryer (lb) lb/ft2 jam 13,2 13,2 13,2 13,2 13,2

12,76 12,43 12,21 11,99 11,88

0,44 0,77 0,99 1,21 1,32

0,673 0,591 0,493 0,441 0,385

6.1.3.1.2 Variabel 2 Tabel 15. Laju pengeringan variabel 2 pada suhu 70°C Waktu lb bahan kering lb H2O Laju pengeringan (menit) teruapkan (N) lb/ft2 jam 0 0 0 0 1,013 1 0,66 21,34 2 1,1 20,24 0,852 3 1,76 18,48 0,871 4 1,98 16,5 0,723 0,726 5 2,53 13,97 6 2,86 11,11 0,669 7 3,41 7,7 0,662 8 3,08 4,62 0,536 9 1,65 2,97 0,274 10 1.1 1,87 0,168 11 0,66 1,21 0,094 12 0,22 0,99 0,029 Total 21,01

H2O teruapkan (lb)

6.1.3.2 Grafik Laju Pengeringan

1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

y = 15.69x + 0.134 R² = 0.957

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

waktu (jam)

Gambar 9. Grafik hubungan antara waktu (jam) dengan H2O teruapkan (lb)Variabel 1 25

H2O teruapkan (lb)

20 y = 124.2x - 1.416 R² = 0.970

15 10 5 0 -5

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

waktu (jam)

Gambar 10. Grafik hubungan antara waktu (jam) dengan H2O teruapkan (lb) Variabel 2

laju pengeringan (lb/ft2 jam)

0.8

y = 42.06x - 0.715 R² = 1

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

waktu (jam)

laju pengeringan (lb/ft2jam)

Gambar 11. Grafik hubungan antara waktu (jam) denganlaju pengeringan (lb/ft2jam) Variabel 1 y = -5.326x + 1.128 R² = 0.941

1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

waktu (jam)

Gambar 12. Grafik hubungan antara waktu (jam) denganlaju pengeringan (lb/ft2jam) Variabel 2 6.2 Pembahasan Pengeringan merupakan proses pengeluaran air dari bahan dengan menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air dari bahan tersebut menurun. Pada praktikum ini digunakan bahan berupa gabah. Untuk variabel 1 digunakan bahan sebanyak 6000 gr dengan variabel suhu 60°C, 65°C, 70°C, 75°C dan 80°C. Untuk variabel 2 digunakan bahan sebanyak 10.000 gr dengan variabel suhu 70°C.

Tabel hasil pengamatan pada variabel 1 sebanyak 6000 gr dan variabel 2 bahan sebanyak 10.000 gr, bahan kering hasil pengeringan diambil setiap 1 menit. Bahan kering yang keluar dari rotary dryer pada 1 menit variabel 1 lebih sedikit dibandingkan pada waktu 2 menit, dan akan menurun lagi pada waktu 3 menit. Sama halnya pada variabel 2, yaitu dari 1 menit pertama hingga 7 menit bahan kering yang keluar semakin banyak, kemudian terjadi penurunan pada menit ke 8 hingga bahan habis.

Pada variabel 1 bahan sebanyak 6000 gr melewati rotary dryer selama 8 menit dengan waktu tinggal 3 menit dan waktu keluar 5 menit. Pada variabel 2 bahan sebanyak 10.000 gr melewati rotary dryer selama 15 menit dengan waktu tinggal 3 menit dan waktu keluar 12 menit. Hal ini menunjukkan bahwa berat bahan berpengaruh terhadap efisiensi waktu, dimana semakin banyak bahan yang digunakan semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk melewati rotary dryer. Kadar air yang teruapkan pada variabel 1 suhu 60°C sebesar 3,33%, suhu 65°C sebesar 5,83%, suhu 70°C sebesar 7,5%, suhu 75°C sebesar 9,17% dan suhu 80°C sebesar 10%. Semakin tinggi suhu yang digunakan semakin besar pula kadar air yang teruapkan. Pada variabel 2 digunakan suhu sebesar 70°C, kadar air yang teruapkan sebesar 4,5%. Hal ini menunjukkan bahwa berat bahan berpengaruh terhadap kadar air yang teruapkan. Semakin banyak bahan yang digunakan semakin sedikit kadar air yang teruapkan. Dari grafik hubungan antara waktu dan laju pengeringan, didapat hasil bahwa semakin lama waktu pengeringan dan semakin tinggi suhunya

maka kadar air teruapkan semakin besar. Grafik diatas termasuk ke dalam falling-rate period (beda bahan dan beda kondisi pengeringan sering memberi kenaikan dari kurva yang bentuknya sangat berbeda. Dilihat dari grafik tersebut, untuk menentukan laju pengeringan perlu menggunakan rumus :

=

Jika mula-mula bahan sangat basah maka permukaan bahan akan tertutup dengan film tipis dari cairan. Apabila bahan tersebut dikontakkan dengan udara yang relatif kering maka akan terjadi penguapan air yang ada pada permukaan bahan. Pada variabel 1 laju pengeringan paling tinggi ditunjukkan pada suhu 80°C yaitu 0,067 lb/ft2jam, pada suhu 75°C sebesar 0,061 lb/ft2jam, pada suhu 70°C yaitu sebesar 0,043 lb/ft2jam, pada suhu 65°C sebesar 0,033 lb/ft2jam, sedangkan laju pengeringan paling rendah yaitu pada suhu 60°C sebesar 0,018 lb/ft2jam. Hal ini karena pada suhu 85°C dibutuhkan panas yang lebih besar dibandingkan pada suhu yang lain.Semakin lama waktu laju pengeringan semakin menurun, ini berarti bahwa lapisan air yang menutup bahan telah tipis, air yang di uapkan semakin sedikit, sehingga kebutuhan panasnya juga sedikit. Pada saat musim panen padi tiba, banyak petani yang bingung menjual gabahnya, karena jika terlalu lama disimpan dan tidak dikeringkan padi akan membusuk. Oleh karena itu, gabah-gabah yang sudah dipanen harus langsung dikeringkan terlebih dahulu. Proses pengeringan tersebut biasanya petani menggunakan metode pengeringan dengan sinar matahari.

Metode pengeringan ini kurang efektif digunakan karena membutuhkan waktu yang lama dan harus bergantung pada keadaan cuaca.Padahal petani membutuhkan waktu yang cepat untuk mendapatkan uang untuk membeli benih lagi.Oleh karena itu, petani menjual gabahnya langsung tanpa pengeringan.Petani menjual gabah dengan harga yang murah.Untuk menambah nilai jual gabah tersebut perlu dilakukan pengeringan dengan menggunakan mesin (rotary dryer). Dengan mesin ini kadar air dari gabah bisa berkurang sebesar 10% dalam waktu yang singkat. Berdasarkan data dari Kompas (05/05/2011) harga padi kering adalah sebesar Rp 290.000,00 perkwintal.Jadi, untuk harga perkilonya adalah Rp 2.900,00.Padahal untuk gabah basah itu sendiri harganya adalah Rp 2.700,00 perkilo. Berdasarkan praktikum yang saya lakukan jika kita menggunakan rotary dryer untuk gabah sebesar 6 kg dengan suhu 80oC kadar air gabah bisa berkurang sebesar 10% dalam waktu 5 menit. Jika harga padi kering sebesar Rp 2.900,00 dan padi basah sebesar Rp 2.700,00 maka keuntungan sebesar Rp 200,00 perkilo. Jadi, dari praktikum tersebut kita bisa memperoleh keuntungan Rp 1.200,00. Hal-hal yang mempengaruhi proses pengeringan antara lain berat bahan, ukuran partikel, luas kontak perpindahan panas, waktu pengeringan, panjang rotary dryer, putaran rotary dan suhu pengeringan. Berat berpengaruh pada efisiensi waktu, yaitu semakin banyak bahan yang dikeringkan

semakin

lama

waktu

yang

dibutuhkan.Ukuran

partikel

berpengaruh pada lamanya waktu pengeringan di dalam rotary dryer, semakin besar ukuran partikel maka waktu yang dibutuhkan untuk keluar dari rotary dryer semakin sedikit.Luas kontak perpindahan panas berpengaruh pada laju pengeringan, semakin besar luasnya maka semakin kecil laju pengeringannya. Waktu pengeringan, panjang dan putaran rotary dryer berpengaruh terhadap kadar air yang teruapkan, semakin panjang rotary dryer maka waktu tinggal di dalam rotary lebih lama sehinnga kontak bahan dengan udara panas semakin lama dan kadar air yang teruapkan akan semakin banyak. Putaran rotary yang semakin cepat akan mempersingkat waktu tinggal sehingga lebih sedikit kadar air yang teruapkan. Suhu juga berpengaruh pada kadar air teruapkan, dimana suhu yang tinggi akan mengakibatkan kadar air teruapkan semakin banyak.

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan Pengeringan merupakan proses pengeluaran air dari bahan dengan menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air dari bahan tersebut menurun. Dari hasil praktikum, pada variabel 1 hasil terbaik dengan laju alir tinggi terjadi pada suhu 80°C sebesar 0,067 lb/ft2jam. Hal ini karena pada suhu 80°C dibutuhkan lebih banyak panas. Laju pengeringan pada variabel 2 lebih rendah dibandingkan pada variabel 1 karena bahan yang digunakan lebih banyak. Dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi suhu yang dipakai semakin tinggi laju pengeringannya dan semakin banyak bahan yang digunakan semakin rendah laju pengeringannya. Laju pengeringan akan menurun jika lapisan air yang menutup bahan telah tipis, air yang di uapkan semakin sedikit, sehingga kebutuhan panasnya juga sedikit. Petani

mengalami

banyak

keuntungan harga dari

gabah setelah

mengalami pengeringan dengan rotary dryer. Keuntungan itu sebesar Rp 200,00 perkilo, selain itu pengeringan dengan rotary dryer membutuhkan waktu yang cepat untuk mengeringkan gabah dan masa penyimpanan gabah bisa bertahan lebih lama. Hal-hal yang mempengaruhi proses pengeringan antara lain berat bahan, ukuran partikel, luas kontak perpindahan panas, waktu pengeringan, panjang dan rotary dryer dan suhu pengeringa

7.2 Saran Saran yang dapat diberikan setelah melakukan praktikum tugas akhir

adalah

diperlukannya

ketelitian

dan

sikap

hati-hati

dalam

melaksanakan praktikum menggunakan rotary dryer serta menjaga alatalat praktikum dengan baik supaya alat tidak mudah rusak.

DAFTAR PUSTAKA

Pramudono, Bambang. 1998.Humidifikasi dan Pengeringan. Universitas Gajah Mada : Yogyakarta. Treybal, Robert E. 1995. Mass Transfer Operations. Edition 3th. Mc. Grow Hill International Book Co : Singapore. Mc.Cabe, Warren L. 2002.Unit Operation of Chemical Engineering.Edition 4th. Mc. Grow Hill International Book Co : Singapore Mc.Cabe, Warren L. 2002.Operasi Teknik Kimia.Edition 4th. Mc. Grow Hill International Book Co :Singapore. Erlangga : Jakarta. “Padi”, hhtp://id.wikipedia.org/wiki/ciri-padi-kering, akses : 21 Mei 2011 “Harga Padi di Pemasaran Melonjak”, www.kompas.com, akses : 20 Juni 2011

Lampiran perhitungan 

Perhitungan Kadar H2O Teruapkan Rumus % H2O yang Teruapkan : Berat awal − Berat akhir × 100% Berat awal

%H O = - Variabel I  Suhu 60°C

%H O =

6000 − 5800 × 100%%H O = 2 % 6000

 Suhu 65°C %H O =

6000 − 5650 × 100%%H O = 3,33 % 6000

 Suhu 70°C %H O =

6000 − 5550 × 100%%H O = 7,5 % 6000

 Suhu 75°C %H O =

6000 − 5450 × 100%%H O = 9,17 % 6000

 Suhu 80°C %H O =

6000 − 5400 × 100%%H O = 10 % 6000

- Variabel 2  Suhu 70°C %H O = 

10000 − 9550 × 100%%H O = 4,5 % 10000

Perhitungan Laju Pengeringan Rumus laju pengeringan : =

−

Dimana : N = laju pengeringan (lb H2O yang diuapkan/jam ft2) Ss = berat bahan kering (lb) A = luas permukaan pengeringan (ft2) X = moisture content dry basis (lb H2O/lb bahan kering) θ = waktu (jam)

Menghitung luas penampang Diketahui : 1 ft

= 30,48 cm

1 inchi

= 2,54 cm

Panjang

= 300 cm = 9,843 ft

Jari-jari (r) = 12 inchi = 1 ft Luas

= {(2) (3,14) (1ft)2} + {(3,14) (1ft) (9,843ft)} = 37,187 ft2

1. Variabel 1 Berat gabah 6000 kg  Suhu 60°C 11 ) 12,76 = 37,187 ft × 0,017 2,2

3,63 =

37,187 ft 3,19

=

37,187 ft 2,09

=

37,187 ft 1,65

=

37,187 ft

(

= 3,002

/

7,37 ) 12,76 = 1,709 / × 0,033 4,18 (12,76 ) = 0,562 / × 0,05 2,09 ( ) 12,76 = 0,137 / × 0,067 0,44 ( ) 12,76 = 0,018 / × 0,083 (



Suhu 65°C 10,67 ) 12,43 = 37,187 ft × 0,017 2,53

3,41 =

37,187 ft 2,97

=

37,187 ft 1,87

=

37,187 ft 1,65

= 

37,187 ft

= 3,436

/

7,26 ) 12,43 = 1,623 / × 0,033 4,29 (12,43 ) = 0,551 / × 0,05 2,42 ( ) 12,43 = 0,146 / × 0,067 0,77 (12,43 ) = 0,033 / × 0,083 (

Suhu 70°C 2,31 =

37,187 ft 3,3

=

37,187 ft 2,97

=

37,187 ft 1,98

=

37,187 ft 1,65

= 

(

37,187 ft

10,89 ) 12,21 = 3,26 / × 0,017 7,59 ( ) 12,21 = 1,672 / × 0,033 4,62 (12,21 ) = 0,604 / × 0,05 2,64 ( ) 12,21 = 0,172 / × 0,067 0,99 (12,21 ) = 0,043 / × 0,083 (

Suhu 75°C 2,2 =

37,187 ft 3,08

=

37,187 ft 2,75

=

37,187 ft 2,09

=

37,187 ft

11 ) 11,99 = 3,194 / × 0,017 7,92 ( ) 11,99 = 1,658 / × 0,033 5,17 (11,99 ) = 0,638 / × 0,05 3,08 ( ) 11,99 = 0,215 / × 0,067

(

1,87 = 

1,21 (11,99

) = 0,061

37,187 ft × 0,083

/

Suhu 80°C 2,31 =

37,187 ft 2,97

=

37,187 ft 2,75

=

37,187 ft 1,98

=

37,187 ft 1,87

=

37,187 ft

10,89 ) 11,88 = 3,35 / × 0,017 7,92 ( ) 11,88 = 1,614 / × 0,033 5,17 (11,88 ) = 0,644 / × 0,05 3,19 ( ) 11,88 = 0,213 / × 0,067 1,32 ( ) 11,88 = 0,067 / × 0,083 (

2. Variabel 2 

Suhu 75°C 0,66 =

21,34 (21,01

)

= 1,061 / 37,187 ft × 0,017 20,24 1,1 ( ) 21,01 = = 0,864 / 37,187 ft × 0,033 18,48 1,76 ( ) 21,01 = = 0,833 / 37,187 ft × 0,05 16,5 1,98 (21,01 ) = = 0,624 / 37,187 ft × 0,067 13,97 2,53 ( ) 21,01 = = 0,545 / 37,187 ft × 0,083 11,11 2,86 (21,01 ) = = 0,407 / 37,187 ft × 0,1 7,7 3,41 ( ) 21,01 = = 0,287 / 37,187 ft × 0,117 4,62 3,08 ( ) 21,01 = = 0,137 / 37,187 ft × 0,133

1,65 =

2,97 (21,01

)

= 0,042 / 37,187 ft × 0,15 1,87 1,1 ( ) 21,01 = = 0,016 / 37,187 ft × 0,167 1,21 0,66 21,01 = = 0,005 / 37,187 ft × 0,183 0,99 0,22 (21,01 ) = = 0,001 / 37,187 ft × 0,2

 Perhitungan % Kesalahan Dari Gambar 9 (grafik hubungan antara waktu dan H2O teruapkan varabel 1) di dapat persamaan : y = 15,692x + 0,1345 Dimana : x = waktu dalam jam dan y = H2O teruapkan dalam lb Maka :  Pada x0 = 0 jam; y1 = 15,692 lb (0 jam) + 0,1345 lb = 0,1345 lb  Pada x1 = 0,017 jam; y1 = 15,692 lb (0,017 jam) + 0,1345 lb y1 = 0,401 lb  Pada x2 = 0,033 jam; y2 = 15,692 lb (0,033 jam) + 0,1345 lb y2 = 0,652 lb  Pada x3 = 0,05 jam; y3 = 15,692 lb (0,05 jam) + 0,1345 lb y3 = 0,919 lb  Pada x4 = 0,067 jam; y4 = 15,692 lb (0,067 jam) + 0,1345 lb y4 = 1,186 lb  Pada x5 = 0,083 jam; y5 = 15,692 lb (0,083 jam) + 0,1345 lb y5 = 1,437 lb

%

ℎ

=

H

−

× 100%

H

 Pada x0 ; %

ℎ

=

0,1345 − 0 0,1345

=

0,401 − 0,44 0,401

× 100% = 9,72 %

=

0,652 − 0,77 0,652

× 100% = 18,1 %

=

0,9191 − 0,99 0,9191

=

1,186 − 1,21 1,186

× 100% = 2,02 %

=

1,437 − 1,32 1,437

× 100% = 8,14 %

× 100% = 1%

 Pada x1 ; %

ℎ

 Pada x2 ; %

ℎ

 Pada x3 ; %

ℎ

× 100% = 7,71%

 Pada x4; %

ℎ

 Pada x5;

%

%

ℎ

ℎ

−

=

(1 + 9,72 + 18,1 + 7,71 + 2,02 + 8,14)% 6

= 7,78 %

Dari Gambar 10 (grafik hubungan antara waktu dan H2O teruapkan variabel 2) di dapat persamaan : y = 124,22x -1,4168 Dimana : x = waktu dalam jam dan y = H2O teruapkan dalam lb Maka :

 Pada x0 = 0 jam; y1 = 124,22 lb (0 jam) -1,4168 lb = -1,4168 lb

 Pada x1 = 0,017 jam; y1 = 124,22 lb (0,017 jam) -1,4168 lb y1 = 0,695 lb  Pada x2 = 0,033 jam; y2 = 124,22 lb (0,033 jam) -1,4168 lb y2 = 2,682 lb  Pada x3 = 0,05 jam; y3 = 124,22 lb (0,05 jam) -1,4168 lb y3 = 4,794 lb  Pada x4 = 0,067 jam; y4 = 124,22 lb (0,067 jam) -1,4168 lb y4 = 6,906 lb  Pada x5 = 0,083 jam; y5 = 124,22 lb (0,083 jam) -1,4168 lb y5 = 8,894 lb  Pada x6 = 0,1 jam; y6 = 124,22 lb (0,1 jam) - 1,4168 lb y6= 11,001 lb  Pada x7 = 0,117 jam; y7 = 124,22 lb (0,117 jam) - 1,4168 lb y7= 13,117 lb  Pada x8 = 0,133 jam; y8 = 124,22 lb (0,133 jam) - 1,4168 lb y8= 15,104 lb  Pada x9 = 0,15 jam; y9 = 124,22 lb (0,15 jam) - 1,4168 lb y9= 17,216 lb  Pada x10 = 0,167 jam; y10 = 124,22 lb (0,167 jam) - 1,4168 lb y10= 19,328 lb  Pada x11 = 0,183 jam; y11 = 124,22 lb (0,183 jam) - 1,4168 lb y11 = 21,316 lb  Pada x12 = 0,2 jam; y12 = 124,22 lb (0,2 jam) - 1,4168 lb

y12 = 23,427 lb

%

ℎ

=

H

−

× 100%

H

 Pada x0 ; %

ℎ

=

−1,4168 − 0 −1,4168

× 100% = 1%

=

0,695 − 0,66 0,695

× 100% = 5,04 %

=

2,682 − 1,76 2,682

× 100% = 34,38 %

=

4,794 − 3,509 4,794

× 100% = 26,8 %

=

6,906 − 5,5 6,906

× 100% = 20,36 %

=

8,894 − 8,03 8,894

× 100% = 9,71 %

=

11,001 − 10,89 11,001

=

13,117 − 14,3 13,117

 Pada x1 ; %

ℎ

 Pada x2 ; %

ℎ

 Pada x3 ; %

ℎ

 Pada x4 ; %

ℎ

 Pada x5 ; %

ℎ

 Pada x6 ; %

ℎ

× 100% = 1,01 %

 Pada x7 ; %

ℎ

 Pada x8 ;

× 100% = 9,02 %

%

ℎ

=

15,104 − 17,38 15,104

× 100% = 15,13 %

=

17,216 − 19,03 17,216

× 100% = 10,54 %

19,328 − 20,13 19,328

× 100% = 4,15 %

21,316 − 20,79 21,316

× 100% = 2,47 %

23,427 − 21,01 23,427

× 100% = 10,32 %

 Pada x9 ; %

ℎ

 Pada x10 ; %

ℎ

=

 Pada x11 ; %

ℎ

=

 Pada x12 ; %

%

ℎ

ℎ

=

−

(1 + 5,04 + 34,38 + 26,8 + 20,36 + 9,71 + 1,01 +9,02 + 15,13 + 10,54 + 4,15 + 2,47 + 10,32)% = 13

= 11,53 %

Dari Gambar 12 (grafik hubungan antara waktu dan Laju pengeringan varabel 2) di dapat persamaan : y = -5,326x +1,1282 Dimana : x = waktu dalam jam dan y = laju penegringan dalam lb/ft2jam Maka :  Pada x0 = 0 jam; y1 = -5,326 lb (0 jam) + 1,1282lb = 1,1282 lb  Pada x1 = 0,017 jam; y1 = -5,326lb (0,017 jam) + 1,1282lb y1 =1,038 lb  Pada x2 = 0,033 jam; y2 = -5,326lb (0,033 jam) + 1,1282lb y2 =0,952 lb

 Pada x3 = 0,05 jam; y3 = -5,326lb (0,05 jam) + 1,1282 lb y3 = 0,862lb  Pada x4 = 0,067 jam; y4 = -5,326lb (0,067 jam)+ 1,1282lb y4 = 0,771lb  Pada x5 = 0,083 jam; y5 = -5,326lb (0,083 jam) + 1,1282lb y5 = 0,686 lb  Pada x6 = 0,1 jam;

y6 = -5,326lb (0,1 jam) + 1,1282 lb y6 = 0,596 lb

 Pada x7 = 0,117 jam; y7 = -5,326lb (0,117 jam) + 1,1282 lb y7 = 0,505 lb  Pada x8 = 0,133 jam; y8 = -5,326lb (0,133 jam) + 1,1282 lb y8 = 0,42lb  Pada x9 = 0,15 jam; y9 = -5,326lb (0,15 jam) + 1,1282 lb y9 = 0,329 lb  Pada x10 = 0,167 jam; y10 = -5,326 lb (0,167 jam) + 1,1282 lb y10 = 0,239lb  Pada x11 = 0,183 jam; y11 = -5,326 lb (0,183 jam) + 1,1282lb y11 = 0,154lb  Pada x12 = 0,2 jam; y12 = -5,326 lb (0,2 jam) + 1,1282lb y12 = 0,063lb

%

ℎ

=

H

− H

 Pada x0 ; %

ℎ

=

1,1282 − 0 1,1282

× 100% = 1%

× 100%

 Pada x1 ; %

ℎ

=

1,038 − 1,013 1,038

× 100% = 2,41 %

=

0,952 − 0,852 0,952

× 100% = 10,5 %

=

0,862 − 0,871 0,862

× 100% = 1,04 %

=

0,771 − 0,723 0,771

× 100% = 6,23 %

=

0,686 − 0,726 0,686

× 100% = 6,39 %

=

0,596 − 0,669 0,596

× 100% = 12,25 %

=

0,505 − 0,662 0,505

× 100% = 31,09 %

 Pada x2 ; %

ℎ

 Pada x3 ; %

ℎ

 Pada x4 ; %

ℎ

 Pada x5 ; %

ℎ

 Pada x6 ; %

ℎ

 Pada x7 ; %

ℎ

 Pada x8 ; %

ℎ

=

0,42

− 0,536 0,42

× 100% = 0,28 %

 Pada x9 ; %

ℎ

=

0,329 − 0,274 0,329

× 100% = 16,72 %

0,239 − 0,168 0,239

× 100% = 29,71 %

 Pada x10 ; %

ℎ

=

 Pada x11 ; %

ℎ

=

0,154 − 0,094 0,154

× 100% = 38,96 %

0,063 − 0,029 0,063

× 100% = 53,97 %

 Pada x12 ; %

%

ℎ

ℎ

=

− = 16,12 %

(1 + 2,41 + 10,5 + 1,04 + 6,23 + 6,39 + 12,25 +31,09 + 0,28 + 16,72 + 29,71 + 38,96 + 53,97)% = 13

rotary drying to discrease of water in rice to increase to cost

Recommend Documents