mesin pengering sepatu skripsi · mesin pengering pada umumnya digunakan untuk mengeringkan...

i

MESIN PENGERING SEPATU

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

oleh :

NEWTRON TUMANGGOR

NIM : 125214090

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

SHOES DRYER MACHINE

FINAL PROJECT

As partial fulfillment of the requirement

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

by :

NEWTRON TUMANGGOR

Student Number : 125214090

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan

Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis

diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 18 Juli 2016

Penulis

Newtron Tumanggor


vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma :

Nama : Newtron Tumanggor

Nomor Mahasiswa : 125214090

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

Mesin Pengering Sepatu

Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk

kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan

royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.


Yang menyatakan

Newtron Tumanggor


vii

ABSTRAK

Mesin pengering pada umumnya digunakan untuk mengeringkan hasil-hasil

pertanian misalnya jagung, gabah, daun tembakau dll, tingkat konsumsi sepatu di

Indonesia meningkat 20% tiap tahun,selama ini perawatan sepatu di Indonesia

jika sepatu mengalami kebasahan masih dengan menggunakan cara konvensional

yaitu dijemur dengan memanfaatkan panas matahari. Dikarenakan ketersediaan

energi surya yang tidak dapat diprediksi terlebih pada saat musim hujan maka

proses pengeringan dengan energi surya tidak dapat dihandalkan. Maka dari itu,

diperlukan alternatip lain untuk dapat mengeringkan sepatu. Di industri obat-

obatan serta di pabrik susu pada umumnya memerlukan mesin pengering pakaian,

kaos kaki, penutup kepala dan sepatu. Seperti diketahui, karyawan pabrik obat-

obatan setiap hari harus memakai pakaian, kaos kaki, sepatu dan penutup kepala

agar produksi pabrik tetap steril Di pasaran mesin pengering sepatu dengan energi

listrik untuk kapasitas besar sulit ditemukan.

Oleh karena itu diperlukan inovasi produk mesin pengering sepatu yang

mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah yang cukup besar yang aman, ramah

lingkungan dan praktis serta mampu bekerja dengan tanpa melibatkan sumber

energi matahari. Tujuan penelitian adalah : (a) Merancang dan membuat mesin

pengering sepatu dengan energi listrik. (b) Mengetahui beberapa karakteristik

mesin pengering sepatu dan mengetahui laju pengeringan sepatu. dengan berbagai

variasi jumlah sepatu yang dikeringkan. Lokasi penelitian di Laboratorium Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Variasi penelitian adalah

jumlah sepatunya yang terdiri dari; 4 sepatu, dan 20 sepatu, dibandingkan dengan

pengeringan dengan cara dijemur dibawah matahari 4 sepatu, dan 20 sepatu.

Bahan sepatu yang digunakan dalam penelitian yaitu kain leather serap air dengan

ukuran sepatu adalah 41 dengan bahan tapak karet.

Hasil penelitian menunjukan bahwa karakteristik mesin pengering sepatu

untuk variasi 4 sepatu memiliki rata-rata temperature pengeringan di ruang

pengering bola kering 67 oC dan kelembabannya sebesar 12 % sedangkan untuk

variasi 20 sebesar 65 oC dan kelembabannya sebesar 11 % dan laju udara

pengeringan untuk 4 sepatu sebesar 36 kg/jam dan untuk 20 sepatu sebesar 61,2

kg/jam, mesin pengering sepatu ini mempunyai kapasitas paling efektif untuk 20

sepatu. kemampuan pengeringan untuk mengeringkan 20 sepatu dan 4 sepatu

sama besar, dengan laju pengeringan sebesar 0,101 kg/jam.

Kata kunci : Mesin pengering sepatu, sistem terbuka, refrigerant dehumidifier.


viii

ABSTRACT

The dryer is generally used for drying agricultural products such as corn,

grain, tobacco leaf, the level of consumption of shoes in Indonesia increased by

20% each year, over this shoe care in Indonesia if the shoe experience kebasahan

still using conventional way that is dried by utilizing the heat of the Sun. Due to

the availability of solar energy which can be unpredictable especially in the rainy

season then the process of drying with solar energy can not be reliable. Therefore,

it is necessary to other alternative to shoes can dry out. In the industry as well as

drugs in the milk factory in general need a dryer clothes, socks, shoes and head

covering. As is known, the employees of the plant medicines every day should

wear underwear, socks, shoes and head covering so that the production of the

factory remain sterile in the market the dryer shoe with electrical energy for large

capacity hard to find.

It is therefore necessary the dryer shoe product innovation that is capable

of drying shoes in large enough quantities of safe, environmentally friendly and

practical as well as being able to work with without involving the source of solar

energy. Research objectives are: (a) the design and make the dryer shoe with

electrical energy. (b) Knowing several characteristics the dryer the shoes and

knowing the rate of drying shoes. with a wide variation of the number of shoes

that were dried. The location of the research in the laboratory of mechanical

engineering University of Sanata Dharma Yogyakarta. Research is the number of

variations of the loafer which consists of; 4 shoes, and 20 shoes, compared with

drying by means of dried under the Sun 4 shoes, and shoes. Shoe materials used in

research namely fabric leather shoe size with water absorbency is 41 with rubber

tread.

Research results suggest that the characteristics of a dryer for shoes shoes

4 variations has an average temperature of drying in the dryer to dry the ball 67

oC and kelembabannya of 12% while for 20 variations of 65 ° c and

kelembabannya of 11% and the rate of air drying for 4 shoes of 36 kg/h and for 20

shoes of 61.2 kg/hour, shoe dryer has the most effective capacity to 20 shoes.

drying ability to dry 20 shoes and 4 shoes as great, with the rate of drying of 0.101

kg/hour

Keyword: shoe dryer, open system, refrigerant dehumidifier.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan

rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dan

lancar. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib untuk mendapatkan gelar

sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan

skripsi ini melibatkan banyak pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Sudi Mungkasih Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, sekaligus sebagai Dosen

Pembimbing Skripsi yang telah memberikan petunjuk, pengarahan, dan saran

selama penyusunan Skripsi ini.

3. Kedua orang tua, Ir. Rahman Tumanggor dan Masfride Sinaga yang telah

memberi motivasi dan dukungan kepada penulis, baik secara materi maupun

spiritual.

4. Seluruh staf dan pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan

memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam

penyusunan Skripsi ini.

5. Rosma, Theodora, Sutri selaku teman yang telah memberikan dorongan dan

semangat kapada penulis dalam penyusunan Skripsi ini.

9. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak

dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan dorongan dan

bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan Skripsi ini.


x

Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini

masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu penulis mengharapkan

masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima

kasih.


Penulis

Newtron Tumanggor


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................i

TITLE PAGE .......................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................. v

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ..........................................................vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ............................................................................................ix

DAFTAR ISI ...........................................................................................................xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................xiv

DAFTAR TABEL .................................................................................................xvi

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ........................................................................................ 2

1.3. Tujuan Penelitian .......................................................................................... 2

1.4. Batasan Masalah ........................................................................................... 2

1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ..................................... 4

2.1. Dasar Teori ................................................................................................... 4

2.1.1. Pengeringan ........................................................................................ 4

2.1.2. Parameter Dehumidifikasi .................................................................. 5

2.1.2.1. Suhu Udara Pengering ................................................................. 5

2.1.2.2. Kelembapan Relative (RH) Udara Pengering ............................. 6

2.1.2.3. Kecepatan Udara Pengeringan .................................................... 6

2.1.2.4. Kelembapan Spesifik .................................................................. 6

2.1.2.5. Kadar Air Bahan ......................................................................... 7


xii

2.1.3. Siklus Kompresi Uap .......................................................................... 7

2.1.3.1. Proses Kompresi (1-2) ................................................................. 8

2.1.3.2. Proses Desuperheating ................................................................ 9

2.1.3.3. Proses Kondensasi (2a-3a) .......................................................... 9

2.1.3.4. Proses Pendinginan Lanjut ........................................................ 10

2.1.3.5. Proses expansi (3-4) .................................................................. 10

2.1.3.6. Proses Evaporasi (4-1a) ............................................................ 11

2.1.3.7. COP Siklus Kompresi Uap ....................................................... 11

2.1.4. Psychrometric Chart ......................................................................... 11

2.2. Tinjauan Pustaka ........................................................................................ 15

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 17

3.1. Objek Penelitian ......................................................................................... 17

3.2. Variasi Penelitian ....................................................................................... 18

3.3. Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Sepatu ................................ 18

3.3.1. Alat .................................................................................................... 18

3.3.2. Bahan ................................................................................................ 21

3.3.3. Alat Bantu Penelitian ........................................................................ 28

3.4. Tata Cara Penelitian ................................................................................... 29

3.4.1. Alur Pelaksanaan Penelitian ............................................................. 30

3.4.2. Pembuatan Mesin Pengering ............................................................ 30

3.4.3. Proses Pengisian Refrigeran ............................................................ 31

3.4.3.1. Proses Pemetilan (1-2) ............................................................... 31

3.4.3.2. Proses Pemvakuman ................................................................. 33

3.4.3.3. Proses Pengisian Refrigeran 134a ............................................. 34

3.4.4. Skematik Pengambilan Data ............................................................. 34

3.4.5. Langkah-langkah Pengambilan Data ............................................... 36

3.5. Cara mendapatkan Kesimpulan .................................................................. 40

BAB IV HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ...... 41

4.1. Hasil Penelitian .......................................................................................... 41

4.2. Perhitungan ................................................................................................. 46

4.3. Pembahasan ................................................................................................ 51


xiii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 54

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 54

5.2. Saran ........................................................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 56

LAMPIRAN ........................................................................................................... 58


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Skem siklus kompresi uap ................................................................ 7

Gambar 2.2a. P-h diagram Siklus Kompresi Uap ................................................... 8

Gambar 2.2b. T-s Diagrma Siklus Kompresi Uap .................................................. 8

Gambar 2.3. Psychometric Chart ........................................................................ 12

Gambar 2.4. Skema Mesin Pengering Sepatu ..................................................... 13

Gambar 3.1. Skematik Pengering Sepatu ............................................................ 17

Gambar 3.2a. Gergaji Kayu .................................................................................. 18

Gambar 3.2b. Kayu ............................................................................................... 18

Gambar 3.3a. Obeng Plus dan Minus.................................................................... 19

Gambar 3.3b. Kunci Pas ........................................................................................ 19

Gambar 3.4. Meteran ........................................................................................... 19

Gambar 3.5. Tube Cutter ..................................................................................... 20

Gambar 3.6. Tube expander ................................................................................ 20

Gambar 3.7. Tang kombinasi .............................................................................. 20

Gambar 3.8. Pompa Vakum ................................................................................ 21

Gambar 3.9. Gas Las Hi-cook ............................................................................. 21

Gambar 3.10. Kondensor....................................................................................... 23

Gambar 3.11. Pipa Kapiler .................................................................................... 24

Gambar 3.12. Kompresor ...................................................................................... 24

Gambar 3.13. Evaporator ..................................................................................... 25

Gambar 3.14. Filter ............................................................................................... 26

Gambar 3.15. Refrigeran ....................................................................................... 27

Gambar 3.16. Presure gauge.................................................................................. 27

Gambar 3.17. Kipas dan Motor Listrik ................................................................. 28

Gambar 3.18. Skematik Diagram Alur Penelitian ................................................. 30

Gambar 3.19. Rancangan Mesin Pengering Sepatu .............................................. 32

Gambar 3.20. Skematik Pengeringan Sepatu ........................................................ 35


xv

Gambar 4.1. Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap)

........................................................................................................ 47

Gambar 4.2. Kelembaban spesifik setelah kondensor (wD) dan kelembaban

spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wE) ........................ 48

Gambar 4.3. Hubungan antara massa sepatu terhadap waktu pada 4 sepatu ..... 52

Gambar 4.4. Hubungan antara massa sepatu terhadap waktu pada 20 sepatu. ... 52


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Tabel yang Dipergunakan Untuk Pengisiannnnnn Data ..................... 38

Tabel 4.1. Data hasil rata-rata untuk 4 Sepatu ..................................................... 42

Tabel 4.2. Data Hasil Rata-rata Untuk 20 Sepatu ................................................ 43

Tabel 4.3. Data Hasil Rata-Rata Pengeringan Matahari Untuk 4 Sepatu............. 45

Tabel 4.4. Data Hasil Rata-Rata Pengeringan Matahari Untuk 20 Sepatu........... 46

Tabel 4.5. Data Hasil Perhitungan 4 Sepatu ......................................................... 50

Tabel 4.6. Data Hasil Perhitungan 20 Sepatu ....................................................... 50


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Mesin pengering pada umumnya digunakan untuk mengeringkan hasil-hasil

pertanian misalnya jagung, gabah, daun tembakau dll. Bukan hanya komuditi

agroindustri mesin pengering juga digunakan untuk keperluan industri misalnya

untuk pengering kertas, pengering sepatu, pengering pakaian, penutup kepala, kaos

kaki dll. Di industri obat-obatan serta di pabrik susu pada umumnya memerlukan

mesin pengering pakaian, kaos kaki, penutup kepala dan sepatu. Seperti diketahui,

karyawan pabrik obat-obatan setiap hari harus memakai pakaian, kaos kaki, sepatu

dan penutup kepala agar produksi pabrik tetap steril.

Pada tahun 2009 tingkat konsumsi sepatu di Indonesia meningkat 20% (Hadi

Suprapto dan Elly Setyo Rini, 2009) dengan banyaknya tingkat komsumsi sepatu ini

maka peluang untuk membuat tempat perawatan sepatu memiliki prospek yang

sangat menjanjikan. Selama ini perawatan sepatu di Indonesia jika sepatu mengalami

kebasahan masih dengan menggunakan cara konvensional yaitu dijemur dengan

memanfaatkan panas matahari. Dikarenakan ketersediaan energi surya yang tidak

dapat diprediksi terlebih pada saat musim hujan maka proses pengeringan dengan

energi surya tidak dapat dihandalkan. Maka dari itu, diperlukan alternatip lain untuk

dapat mengeringkan sepatu.


2

Berangkat dari persoalan tersebut di atas, penulis tertarik untuk merancang,

membuat dan melakukan penelitian tentang mesin pengering sepatu dengan energi

listrik. Penulis tertarik untuk mempergunakan siklus kompresi uap di dalam proses

pengeringannya. Sistem udara yang di pergunakan di dalam pengeringan sepatu

dipilih secara terbuka.

1.2 Perumusan Masalah

Di pasaran mesin pengering sepatu dengan energi listrik untuk kapasitas besar

sulit ditemukan. Oleh karena itu diperlukan inovasi produk mesin pengering sepatu

yang mampu mengeringkan sepatu dalam jumlah yang cukup besar yang aman,

ramah lingkungan dan praktis serta mampu bekerja dengan tanpa melibatkan sumber

energi matahari.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Merancang dan membuat mesin pengering sepatu dengan energi listrik.

b. Mengetahui beberapa karakteristik mesin pengering sepatu dan mengetahui laju

pengeringan sepatu.


3

1.4 Batasan Batasan

Beberapa batasan di dalam pembuatan mesin pengering sepatu adalah :

a. Mesin pengering bekerja menggunakan siklus kompresi uap, dengan komponen

utama : kompresor, evaporator, kondensor, pipa kapiler, dan refrigeran

b. Daya kompresor sebesar 1 HP, komponen lain dari mesin siklus kompresi uap,

besarnya menyesuaikan dengan daya kompresor yang dipergunakan.

c. Mesin siklus kompresi uap menggunakan refrigeran R134a,

d. Mesin pengering bekerja dengan aliran udara pengering sistem terbuka,

e. Sumber energi pengering sepatu adalah energi listrik.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian antara lain :

a. Menambah kajian ilmu pengetahuan tentang mesin pengering energi listrik dengan

kompresi uap. yang dapat ditempatkan di Perpustakaan Universitas Sanata

Dharma.

b. Dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para peneliti yang tertarik melakukan

penelitian tentang mesin pengering sepatu, dengan energi listrik

c. Didapatnya model mesin pengering sepatu.


4

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Dasar Teori

2.1.1 Pengering

Salah Satu cara pengeringan dapat dilakukan dengan cara menurunkan

kelembaban (Fatouh dkk, 2006). Ada beberapa cara pengeringan yang bisa

dilakukan (1) secara konvensional dengan tenaga matahari, (2) dengan dehidrator

dan (3) menggunakan mesin kalor (Goh dkk, 2011). Keunggulan mesin kalor

untuk proses pengeringan antara lain kemampuannya untuk mengontrol

temperatur dan kelembaban, sehingga dapat diatur untuk berbagai kondisi

pengeringan (Claussen dkk, 2007). Pemanfaatan dehumidifier untuk proses

pengeringan yang mengkombinasikan mesin kalor dan pengering dapat

mengurangi kalor laten dan kalor sensibel, sehingga kemampuan thermalnya akan

meningkat dan pengontrolan kondisi udara masuk lebih efektif (Sarkar dkk,

2006). Pengeringan dengan proses dehumidifikasi adalah proses dimana

kandungan air pada suatu material padat dipindahkan dengan kalor sebagai

sumber energi (Hawlader dkk, 2006). Udara kering memiliki kelembaban relatif

yang rendah sehingga proses pengeringan dapat lebih mudah terjadi.

Pada tahun 2012 Minea membuat mesin Pengering dengan

menggabungkan dehumidifier dengan pemanas (Minea, 2012). Dehumidifier

terdiri dari kompresor, kondensor, katup ekspansi, evapotarator dan fan untuk


5

menghasilkan aliran udara. Kenaikan temperatur akan meningkatkan laju

perpindahan kalor ke material yang dikeringkan dan laju difusi air pada material

yang dikeringkan. Kelembaban relatif udara yang rendah pada akhirnya

membantu perpindahan air dari material yang dikeringkan. Keunggulan dari

pengering dehumidifier dibandingkan pengering konvensional adalah higienis,

mudah melakukan pengontrolan temperatur dan kelembaban udara pengering

sehingga dapat dipergunakan pada kisaran temperatur yang luas (Claussen dkk,

2007; Colak dan Hepbasli, 2009). Selain itu kualitas produk yang dikeringkan

lebih baik, tidak tergantung pada kondisi cuaca luar serta tidak menghasilkan asap

yang mengotori atmosfer (Perera dkk, 1997). Warna dan aroma dari produk yang

dikeringkan dengan pengering dehumidifier juga lebih baik dibandingkan dengan

pengering temperature tinggi (Strommen dkk, 2002; Prasertan dan Rahman,

1996).

2.1.2 Parameter Dehumidifikasi

Menurut Brooker, beberapa parameter yang mempengaruhi lama waktu

yang dibutuhkan pada proses dehumidifikasi antara lain: (1) Suhu udara

pengeringan, (2) kelembaban relative udara pengering, (3) kecepatan aliran

udarang pengering, (4) kelembaban spesifik dan (5) kadar air bahan.

2.1.2.1 Suhu Udara Pengeringan

Suhu udara pengeringan akan mempengaruhi laju penguapan air bahan dan

mutu pengeringan, semakin tinggi suhu maka panas yang digunakan untuk

penguapan air akan meningkat sehingga waktu pengeringan akan menjadi lebih


6

singkat. Agar bahan yang dikeringkan tidak sampai rusak, suhu harus dikontrol

secara terus-menerus.

2.1.2 2. Kelembaban relative (RH) udara pengering

Kelembaban relative menentukan kemampuan udara pengering untuk

menampung kadar air bahan yang telah diuapkan. Jika RH semakin rendah maka

semakin banyak uap air yang diserap udara pengering, demikian juga sebaliknya

RH dan suhu pengering akan menentukan tekanan uap jenuh. Perbedaan tekanan

uap air pada udara pengering dan pemukaan bahan akan mempengaruhi laju

pengering. Untuk proses pengeringan yang baik diperlukan RH yang rendah

sesuai dengan kondisi bahan yang dikeringkan.

2.1.2.3. Kecepatan aliran udara pengeringan

Aliran udara pada proses pengeringan berfungsi membawa panas untuk

menguapkan kadar air bahan serta mengeluarkan uap air hasil penguapan tersebut.

Uap air hasil penguapan bahan dengan panas harus segera dikeluarkan agar tidak

membuat jenuh udara pada permukaan bahan, yang akan mengganggu proses

pengeringan, semakin besar volume udara yang mengalir persatuan waktu maka

akan semakin besar kemampuannya dalam membawa air dari permukaan bahan.

2.1.2.4 Kelembaban Spesifik

Kelembaban spesifik atau ratio kelembaban (w), dinyatakan dalam besaran

massa uap air yang terkandung di udara per satuan massa udara kering yang

diukur dalam gram uap air per kilogram dari udara kering (gr/kg) atau (kg/kg).

Pada tekanan barometer tertentu, kelembaban spesifik merupakan fungsi dari suhu

titik embun. Tetapi karena penurunan tekanan barometer menyebabkan volume


7

per satuan massa udara naik, maka kenaikan tekanan barometer akan

menyebabkan kelembaban spesifik menjadi turun.

2.1.2.5 Kadar air bahan

Keragaman kadar air awal bahan sering dijumpai pada proses pengeringan

dan hal ini juga menjadi suatu masalah. Beberapa hal yang dapat dilakukan untuk

mengurangi masalah ini adalah dengan mengurangi ketebalan tumpukan bahan

yang dikeringkan, mempercepat aliran udara pengering, menurunkan suhu udara

pengering dan dilakukan pengadukan bahan. Kadar air akhir bahan merupakan

tujuan proses pengeringan, besarnya kadar akhir air akan menentukan lamanya

proses pengeringan berlangsung. Kadar air dapat dinyatakan dalam dua cara, yaitu

kadar air basah (Mw) dan kadar air basis kering (M).

2.1.3 Siklus Kompresi Uap

Dari sekian banyak sistem refigerasi, yang paling umum digunakan adalah

refrigerasi dengan sistem kompresi uap. Komponen utama dari siklus kompresi

uap meliputi (1) kompresor, (2) evaporator, (3) kondensor dan (4) pipa kapiler.

Gambar 2.1 Skema siklus kompresi uap

Kompresor

Pipa kapiler

Kondensor

Evaporator


8

Pada siklus kompresi uap, di evaporator refrigeran akan menghisap panas

dari lingkungan sehingga panas tersebut akan menguapkan refrigeran. Kemudian

uap refrigeran akan dikompres oleh kompresor hingga mencapai tekanan

kondensor, dalam kondensor uap refrigeran dikondensasikan dengan cara

membuang panas dari uap refrigeran ke lingkungannya. Kemudian refrigeran akan

kembali di teruskan ke dalam evaporator. Dalam diagram P-h siklus kompresi uap

disajikan dalam Gambar 2.2a dan dalam T-s diagram pada Gambar 2.2b.

Proses-proses yang terjadi pada siklus kompresi uap sebagai berikut:

2.1.3.1 Proses kompresi (1-2)

Proses ini dilakukan oleh kompresor dan berlangsung secara isentropik

adiabatik. Kondisi awal refrigeran pada saat masuk ke dalam kompresor adalah

uap jenuh bertekanan rendah, setelah mengalami kompresi, refrigeran akan

menjadi uap bertekanan tinggi. Karena proses ini berlangsung secara isentropik

(s) konstan Gambar 2.2b, maka temperatur ke luar kompresor pun meningkat.

Besarnya kerja kompresi per satuan massa refrigeran dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.1).

P

h

2a 3a

1

2 3

4 1a

2

1

1a

2a 3a

3

4

T

s

Gambar 2.2a P-h diagram siklus

kompresi uap.

Gambar 2.2b T-s diagram siklus

kompresi uap.

P2

P1

PC

PE

TC

TE


9

Win = h1– h2 …(2.1)

Pada Persamaan (2.1) :

Win = besarnya kerja kompresor (kJ/kg)

h1 = entalpi refrigeran saat masuk kompresor (kJ/kg)

h2 = entalpi refrigeran saat keluar kompresor (kJ/kg)

2.1.3.2 Proses desuperheating

Proses ini terjadi sebelum memasuki kondensor, refrigeran gas panas

lanjut yang bertemperatur tinggi diturunkan sampai titik jenuh, pada proses ini

tekanan konstan.

2.1.3.3 Proses kondensasi (2a-3a)

Proses ini berlangsung didalam kondensor. Refrigeran yang bertekanan

tinggi dan bertemperatur tinggi yang berasal dari kompresor akan membuang

kalor sehingga fasanya berubah menjadi cair. Hal ini berarti bahwa di dalam

kondensor terjadi pertukaran kalor antara refrigeran dengan lingkungannya

(udara), sehingga panas berpindah dari refrigeran ke udara pendingin yang

menyebabkan uap refrigeran mengembun menjadi cair. Besar panas per satuan

massa refrigeran yang dilepaskan di kondensor dapat dihitung dengan Persamaan

(2.2).

Qout = h2 – h3 …(2.2)


Qout = besarnya panas dilepas di kondensor (kJ/kg)

h1 = entalpi refrigeran saat masuk kondensor (kJ/kg)


10

h2 = entalpi refrigeran saat keluar kondensor (kJ/kg)

2.1.3.4 Proses pendinginan lanjut (3a-3)

Pada proses ini terjadi pelepasan kalor sehingga temperature refrigeran

yang keluar dari kondensor menjadi lebih rendah dan berada pada fase cair. Hal

ini membuat refrigeran lebih mudah mengalir melewati pipa kapiler.

2.1.3.5 Proses expansi (3-4)

Proses expansi ini berlangsung secara isoentalpi. Hal ini berarti tidak

terjadi perubahan entalpi tetapi terjadi drop tekanan dan penurunan temperatur.

Dengan demikian dapat dituliskan

h3 = h4 …(2.3)

Proses penurunan tekanan dan pengeringan suhu ini terjadi pada pipa kapiler.

2.1.3.6 Proses evaporasi (4-1a)

Proses ini berlangsung secara isobar isothermal (tekanan konstan,

temperatur konstan) di dalam evaporator. Panas dari lingkungan akan diserap oleh

cairan refrigeran yang bertekanan rendah sehingga refrigeran berubah fasa

menjadi uap bertekanan rendah. Kondisi refrigeran saat masuk evaporator

sebenarnya adalah campuran cair dan uap, seperti pada titik 4 dari Gambar 2.2a.

Besarnya kalor yang diserap oleh evaporator dapat dihitung dengan Persamaan

(2.4).

QIn = h1 – h4 …(2.4)

Pada Persamaan (2.4)

QIn = besarnya panas yang diserap di evaporator (kJ/kg)


11

h1 = entalpi refrigeran saat keluar evaporator (kJ/kg)

h2 = entalpi refrigeran saat masuk evaporator (kJ/kg)

Selanjutnya, refrigeran kembali masuk ke dalam kompresor dan bersirkulasi

lagi. Begitu seterusnya sampai kondisi yang diinginkan tercapai. Untuk

menentukan harga entalpi pada masing-masing titik dapat dilihat dari tabel sifat-

sifat refrigeran.

2.1.4 Psychrometric chart

Grafik humiditi atau secara formal disebut grafik psikometrik berhubungan

dengan berbagai macam parameter yang termasuk di dalam neraca energi dan

massa pada udara lembab Pada grafik humiditi, bagian sumbu vertikal (pada

bagian kanan) adalah specific humidity, sedangkan bagian sumbu horizontal

merupakan dry-bulb temperature.

Kondisi udara pada setiap keadaan dapat diketahui dengan

mempergunakan psychrometric chart. Jika suhu udara bola kering dan suhu

udara bola basah diketahui, maka kelembaban udara dapat diketahui, atau jika

suhu udara bola kering dan kelembaban udara diketahui, maka suhu udara bola

basah dapat diketahui. Gambar 2.4 menyajikan psychrometric chart yang dapat

dipakai untuk mengetahui kondisi udara di setiap titik di dalam sistem

pengering sepatu. Salah satu cara proses pengeringan udara dari kondisi yang

mempunyai suhu bola kering sekitar 83 F dengan kelembaban udara sekitar

65% menjadi bersuhu 97 F dengan kelembaban udara sekitar 17% disajikan

pada diagram psychrometric chart Gambar 2.4. (Proses A-B-C-D).


12

Gambar 2.4 Psychrometric chart

Pada proses (1) C-D terjadi proses pemanasan, terjadi peningkatan suhu

bola kering, suhu bola basah, entalpi, dan volume spesifik udara, sedangkan

kelembaban relatif menurun. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak,

suhu titik embun, dan tekanan uap. Pada proses (2) terjadi proses pendinginan

evaporatif, (proses D-E), pada proses ini terjadi dimana terdapat penurunan suhu

bola kering, sedangkan suhu titik embun dan kelembaban mutlak terjadi

peningkatan, kemudian entalpi dan suhu bola basah tidak terjadi perubahan. Pada

proses (3) atau (proses A-B) terjadi proses pendinginan dengan dehumidifikasi,

pada proses ini terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik

embun, entalpi dan volume spesifik.

A

B C D

E

Te = Suhu kerja evaporator

Tc = Suhu kerja kondensor

Te Tc


13

Gambar 2.5 Skema mesin Pengering Sepatu

Udara yang dilewatkan melalui evaporator akan menurunkan kadar air dalam

udara. Proses A-B ini desebut proses dehumidifikasi. Proses B-C dan proses C-D

terjadi proses heating. dalam proses ini suhu udara kering dinaikan dan

kelembaban udara diturunkan, kemudian udara panas ini dipakai untuk proses

pengeringan sepatu (proses D-E). Proses D-E disetut sebagai evaporative cooling

dimana suhu kering akan menurun dan kelembaban relative akan meningkat.

Kemampuan mesin untuk mengeringkan kandungan air dapat dirumuskan dengan

Persamaan (2.6) :

Mn = udara . . 3600 …(2.5)


Mn = Kemampuan mesin mengeringkan massa air, (kg/jam)

udara = Laju aliran massa udara pada duct, (kgudara/s)

= Massa air yang diuapkan, (kg/kg)

A B C D

E

Udara

keluar

Ruang pengering

Ruang mesin

Udara

masuk


14

Untuk mencari laju aliran massa udara pada duct dapat dirumuskan dengan

Persamaan (2.7)

udara = udara . Qudara …(2.6)


udara = Densitas udara, (kg/m3)

Qudara = Debit aliran udara, (m3/s)

udara = Laju aliran massa udara pada duct, (kgudara/s)

Sedangkan untuk mencari massa air yang diuapkan pada proses pengeringan dapat

dirumuskan dengan Persamaan (2.8)

= wour – win …(2.7)


= Massa air yang diuapkan, (kg/kg)

win = Kelembaban spesifik udara masuk lemari pengering, (kgair/kgudara)

wout = Kelembaban spesifik keluar dari lemari pengering, (kgair/kgudara)

Sedangkan untuk mencari debit aliran udara pada proses pengeringan berlangsung

dapat dirumuskan dengan Persamaan (2.9)

Qudara = A.v …(2.8)


Qudara = Debit aliran udara, (m3/s)

A = Luas penampang, (m2)

v = Kecepatan aliran udara, (m/s)


15

2.2 Tinjauan Pustaka

Damar (2014) melakukan penelitian tentang mesin pengering pakaian

dengan cara memanfaatkan panas buang mesin pendingin. Penelitian bertujuan

untuk membuat model alat pengering pakaian dengan memanfaatkan panas buang

mesin pendingin dan meneliti karakteristiknya. Penelitian ini dilakukan dengan

metode eksperimental dengan membuat 4 (empat) model mesin pendingin yakni

(1) mesin pendingin tanpa pemanfaatan panas buang (sebagai pembanding), (2)

mesin pendingin dengan pemanfaatan panas buang untuk pengering pakaian tanpa

koil pemanas dan penyimpan panas, (3) mesin pendingin dengan pemanfaatan

panas buang untuk pengering pakaian dengan koil pemanas dan tanpa penyimpan

panas, (4) mesin pendingin dengan pemanfaatan panas buang untuk pengering

pakaian dengan koil pemanas dan penyimpan panas sensible. Dari penelitian

didapat hasil dalam waktu 150 menit pengering pakaian dengan memanfaatkan

panas buang mesin pendingin lebih cepat kering dibandingkan pengering pakaian

tanpa memanfaatkan panas buang mesin pendingin (dijemur tanpa panas). Dengan

hasil penurunan massa pakaian menggunakan metode diangin-anginkan sebesar

0,233 kg/150 menit, sedangkan dengan metode menggunakan mesin didapat hasil

sebesar 0,879 kg/150 menit. COP mesin pendingin tanpa pemanfaatan panas

buang sebesar 2,07, sedangkan rata-rata COP pada semua variasi mesin pendingin

dengan pemanfaatan panas buang untuk pengering pakaian dengan nilai 5,66.

Nico (2015) melakukan penelitian mesin pengering pakaian yang bertujuan

untuk (1) merancang dan membuat mesin pengering pakaian (b) mengetahui

kecepatan pengeringan pakaian yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah

pakaian yang dikeringkan. Metode penelitiannya adalah mesin dibuat sistem


16

terbuka dengan debit aliran udara 0,054 m3/detik. Variasi penelitiannya adalah 5

pakaian, 10 pakaian, 15 pakaian, dan 20 pakaian. Bahan kain yang digunakan

adalah kain salur polyester. Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata

kemampuan mengeringkan massa air sebesar 0,905 kg/jam. Waktu untuk

mengeringkan 5 pakaian merupakan yang paling cepat kecepatan pengeringannya

sebesar 0,303 kg/jam. Tetapi variasi pakaian 20 pakaian merupakan kapasitas

paling efektif dari mesin.

Evan (2015) melakukan penelitian mesin pengering pakaian yang bertujuan

untuk (1) merancang dan membuat mesin pengering pakaian (b) mengetahui

kecepatan pengeringan pakaian yang dibuat dengan berbagai variasi jumlah

pakaian yang dikeringkan. Metode penelitiannya adalah mesin dibuat sistem

terbuka dengan debit aliran udara 0,032 m3/detik. Variasi penelitiannya adalah 5

pakaian, 10 pakaian, 15 pakaian, dan 20 pakaian. Bahan kain yang digunakan

adalah kain salur polyester. Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata

kemampuan mengeringkan massa air sebesar 0,739 kg/jam. Waktu untuk

mengeringkan 5 pakaian merupakan yang paling cepat kecepatan pengeringannya

sebesar 0,923 kg/jam. Tetapi variasi pakaian 20 pakaian merupakan kapasitas

paling efektif dari mesin.


17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Objek Penelitian

Objek penelitian yaitu mesin pengering sepatu dengan benda uji berupa

sepatu berbahan kain serap air sepatu yang diuji adalah sepatu yang berukuran 41

dengan tapak sepatu berbahan karet. Gambar 3.1b memperlihatkan skematik alat

yang digunakan dalam penelitian. Ukuran runag pengering 52 cm x 39 cm x 6o

cm.

Keterangan :

A : Ruang pengeringan

B : Ruang mesin

Gambar 3.1 Skematik pengering sepatu.

A

B


18

3.2 Variasi Penelitian

Variasi penelitian dilakukan terhadap banyak sepatu yang akan dikeringkan.

Variasi banyaknya sepatu penelitian yang dipilih sebanyak 4 sepatu, dan 20

sepatu. Penelitian dilakukan sebanyak 5 kali percobaan, guna mendapatkan hasil

karakteristik yang baik dari mesin pengering sepatu. Untuk membandingkan

apakah mesin pengering yang digunakan lebih efektif dari pengeringan dengan

tenaga surya atau sinar matahari, maka dilakukan juga penelitian terhadap

pengeringan sepatu di bawah sinar matahari.

3.3 Alat dan Bahan Pembuatan Mesin Pengering Sepatu

Dalam proses pembuatan mesin pengering ini diperlukan alat dan bahan

sebagai berikut:

3.3.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan lemari mesin pengering

sepatu, antara lain:

a. Gergaji

Gergaji digunakan untuk memotong kayu. Kayu yang digunakan memiliki

spesifikasi ketebalan 2,5 cm,

Gambar 3.2a Gergaji kayu Gambar 3.2b Kayu.


19

b. Obeng dan kunci pas

Obeng digunakan untuk memasang dan mengencangkan baut. Obeng yang

digunakan adalah obeng (-) dan obeng (+). Kunci pas digunkan untuk

mengencangkan baut.

Sumber : 3.2a dan 3.2b http://udyz.heck.in/kunci-pas.xhtml

c. Meteran

Meteran digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Dalam proses

pembuatan rangka, meteran banyak digunakan untuk mengukur panjang kayu.

d. Tube cutter

Tube cutter merupakan alat pemotong pipa tembaga. Agar hasil pemotongan

pipa lebih baik serta dapat mempermudah proses pengelasan.

Gambar 3.3a Obeng plus dan minus Gambar 3.3b Kunci pas.

Gambar 3.4 Meteran


http://udyz.heck.in/kunci-pas.xhtml

20

e. Tube expander

Tube expander atau pelebar pipa berfungsi untuk mengembangkan ujung pipa

ujung tembaga agar antar pipa dapat tersambung dengan baik.

f. Tang kombinasi dan tang riveter

Tang kombinasi digunakan untuk memotong, menarik dan mengikat kawat

agar kencang. Tang riveter digunkan untuk mengeling paku keeling. Tang riveter

digunakan untuk memasang evaporator dan kondensor pada dudukkan.

Gambar 3.5 Tube cutter

Gambar 3.6 Tube expander

Gambar 3.67 Tang kombinasi


21

g. Pompa vakum

Pompa vakum digunakan untuk mengosongkan gas-gas yang terjebak disistem

mesin pengering sepatu. Hal ini dimaksudkan agar tidak menggangu atau

menyumbat refrigerant. Karena uap air yang berlebihan pada sistem pendinginan

dapat membeku dan menyumbat filter atau pipa kapiler.

h. Gas las Hi-cook

Peralatan las digunakan untuk menyambung pipa kapiler dan sambungan pipa-

pipa tembaga komponen mesin pengering lainnya.

Gambar 3.9 Gas las Hi-cook

3.3.2 Bahan

Bahan atau komponen yang digunakan dalam proses pembuatan lemari

mesin pengering sepatu, antara lain:

a. Kayu

Gambar 3.8 Pompa vakum

Gas las


22

Kayu diguinakan sebagai casing luar mesin pengering sepatu. Pemilihan kayu

memiliki spesifikasi sebagai berikut: (1) ketebalan 2,5 cm, (2) lebar 10 cm (3)

panjang 150 cm (4) jumlah 30 lembar.

b. Lakban

Lakban digunakan untuk menutup celah-celah yang memungkinkan panas dari

mesin dapat terbuang keluar.

c. Bahan las

Bahan las yang digunakan dalam penyambungan pipa kapiler menggunkan

perak. Kawat las kuningan dan borak. Borak berfungsi untuk menyambung antara

tembaga dan besi. Penggunaan borak sebagai bahan tambahan bertujuan agar

sambungan pengelasan lebih merekat.

d. Metil

Metil adalah cairan yang berfungsi untuk membersihkan saluran-saluran pipa

kapiler. Dosis pemakaian yaitu sebanyak satu tutup botol metil.

e. Roda

Roda digunakan untuk membantu atau memudahkan pada saat memindahkan

mesin pengering sepatu dari satu tempat ke tempat yang lain.

f. Kondensor

Kondensor merupakan suatu alat penukar kalor yang berfungsi untuk

mengkondensasi refrigerant dari fase uap menjadi zat cair. Untuk mengubah fase

dari uap menjadi cair ini diperlukan suhu lingkungan yang lebih rendah agar

terjadi pelepasan kalor ke lingkungan kondensor.

Spesifikasi Kondenser yang digunakan pada mesin pengering adalah;


23

(1) Panjang : 8,5 cm

(2) Lebar : 27,5 cm

(3) Tinggi : 28 cm

(4) Diameter pipa : 0,93 cm

(5) Bahan pipa : Tembaga

(6) Bahan sirip : Almunium

(7) Jarak sirip : 0,3 cm

(8) Banyak sirip : 85 lembar

(9) Jenis kondensor : Pipa bersirip

Gambar 3.10 Kondensor

g. Pipa kapiler

Pipa kapiler adalah alat yang berfungsi untuk menurunkan tekanan refrigeran

dari tekanan tinggi ke tekanan rendah sebelum memasuki evaporator. Pipa kapiler

yang dipakai adalah

(1) Diameter pipa kapiler : 0,28 inch

(2) Bahan pipa kapiler : Tembaga


24

Gambar 3.11 Pipa kapiler

h. Kompresor

Kompresor merupakan unit yang berfungsi untuk mengkompresi dan

mensirkulasi refrigeran ke pipa-pipa mesing pengering sepatu. Pada penelitian ini

digunakan kompresor :

(1) Jenis : Rotary

(2) Merk : Panasonic 2PS164D5AA0

(3) Daya : 1 HP.

(4) Voltase : 220/240 V

(5) Arus Kompresor : 3.4 A

Gambar 3.12 Kompresor rotary

Pipa Kapiler


25

i. Evaporator

Evaporator merupakan unit yang berfungsi untuk menguapkan refrigeran yang

sebelumNya dari fase cair menjadi gas. Spesifikasi evaporator yang digunakan

pada mesin pengering adalah;


(2) Lebar : 27,5 cm

(3) Tinggi : 28 cm

(4) Diameter pipa : 0,93 cm

(5) Bahan pipa : Tembaga

(6) Bahan sirip : Aluminium

(7) Jarak sirip : 0,3 cm

(8) Banyak sirip : 85

(9) Jenis kondensor : Pipa bersirip

Gambar 3.13 Evaporator


26

j. Filter

Filter merupakan alat yang berfugsi untuk menyaring kotoran agar tidak terjadi

penyumbatan pada pipa kapiler, seperti kotoran akibat korosi, serbuk-serbuk sisa

pemotongan dan uap air.

Ukuran filter pada mesin adalah :

(1) Diameter : 1,98 inch


(3) Bahan : Tembaga

Gambar 3.13 Filter

k. Tabung Refrigeran

Refrigeran adalah jenis gas yang digunakan sebagai fluida pendingin.

Refrigeran berfungsi untuk menyerap atau melepaskan kalor dari lingkungan

sekitar. Jenis gas yang dipergunakan dalam penelitian adalah jenis R 134a.


27

Gambar 3.15 Refrigeran 134a

l. Presure gauge

Pressure gauge digunakan untuk mengukur tekanan refrigeran dalam sistem,

baik pada saat pengisian maupun pada saat beroperasi. Dalammesin pengering ini

pressure gauge ini satu untuk mengukur tekanan hisap kompresor dan satu lagi

untuk mengukur tekanan keluar kompresor.

Gambar 3.16 Presure gauge


28

i. Kipas dan motor listrik

Motor listrik digunakan untuk menggerakkan rotor yang akan diteruskan pada

kipas, agar dapat menggerakkan udara untuk masuk ruang pengering.

Jenis motor yang digunakan adalah :

(1) Jenis Motor : Motor arus AC

(2) Voltase : 220/240 V

(3) Ampere : 0,4 A

(4) RPM : 1200/1550 rpm

Gambar 3.17 Kipas dan motor listrik

3.3.3 Alat Bantu Penelitian

Dalam proses pengambilan dta diperlukan alat bantu penelitian sebagai

berikut :

a. Penampil suhu digital dan termokopel

Termokopel berfungsi untuk mengukur perubahan suhu atau temperature saat

pengujian. Cara kerjanya, ujung termokopel diletakkan pada bagian yang diukur


29

dengan cara ditempel maupun digantung, suhu akan tampil pada layar penampil

suhu digital. Dalam pelaksanaannya diperlukan kalibrasi agar lebih akurat.

Spesifikasi penampilan suhu digital yang digunakan dapat dilihat dilampiran.

b. Timbangan digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur berat sepatu dalam pengujian.

Spesifikasi timbangan digital yang digunakan dapat dilihat dilampiran.

c. Hygrometer

Hygrometer digunakan untuk mengukur suhu udara bola basah dan suhu udara

bola kering saat pengujian. Spesifikasi hygrometer yang digunakan dapat dilihat

dilampiran.

d. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu yang dibutuhkan untuk

pengujian. Waktu yang dibutuhkan setiap pengambilan data yaitu 30 menit.

e. Anemometer

Anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan aliran udara pada duct.

Dalam penelitian ini satuan yang digunakan adalah m/s. Spesifikasi anemometer

digital yang digunakan dapat dilihat dilampiran.

3.4 Tata Cara Penelitian

Dalam penelitian ini tata cara penelitian meliputi (1) alur pelaksanaan

penelitian, (2) pembuatan mesin pengering sepatu, (3) proses pengisian

referigeran, (4) skematik pengambilan data dan (5) langkah-langkah pengambilan

data.


30

3.4.1 Alur Pelaksanaan Penelitian

Alur pelaksanaan penelitian mesin pengering sepatu disajikan dalam

Gambar 3.17 Sebagai berikut :

3.4.2 Pembuatan Mesin Pengering Sepatu

Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan mesin pengering

sepatu yaitu :

Mulai

Perancangan mesin pengering sepatu

Persiapan alat dan bahan

Pembuatan Mesin pengering sepatu dan lemari pengering

Pemvakuman dan pengisian refrigeran 134a

pada mesin dehumidifier

Uji coba

Pengambilan data

Pengolahan, analisis data /

pembahasan, kesimpulan dan saran

Selesai

Gambar 3.18 Skematik diagram alur penelitian

Tidak baik

Baik


31

a. Merancang bentuk dan model mesin pengering sepatu dapat dilihat pada

Gambar 3.18

b. Membuat rangka dan casing mesin pengering dengan bahan kayu

c. Pemasangan komponen- komponen utama mesin pengering sepatu yang

terdiri dari kompresor, evaporator, kondensor, motor listrik dan kipas.

d. Pemasangan tampungan air evaporator.

e. Pemasangan pipa kapiler, pipa-pipa tembaga dan pressure gauge.

f. Pemasangan pintu penutup mesin pengering dan lemari pengering.

g. Merangkai kelistrikan mesin pengering sepatu.

h. Mendempul bagian-bagian yang memungkinkan keluarnya kalor dari mesin

pengering sepatu serta menambahkan lapsan lakban untuk menjaga agar

dempul yang pecah karena suhu tinggi bisa tetap pada posisinya.

3.4.3 Proses Pengisian Refrigeran 134a

Sebelum pengisisan refrigeran diperlukan beberapa proses yaitu peroses

pemetilan dan pemvakuman agar mesin pengering dapat digunakan.

3.4.3.1 Proses Pemetilan

Pemberian metil pada pipa kapiler yang telah dipasang atau dilas pada

evaporator, dengan cara sebagai berikut :


32

Gambar 3.19 Rancangan mesin pengering sepatu


33

a. Hidupkan kompresor dan tutup pentil tersebut.

b. Kemudian tuang metil kira-kira 1 tutup botol metil,

c. Berikan 1 tutup botol metil tersebut pada ujung pipakapiler, kemudian dihisap

oleh pipa kapiler tersebut.

d. Matikan kompresor dan las ujung pipa kapiler pada lubang keluar filter.

3.4.3.2 Proses Pemvakuman

Merupakan proses untuk menghilangkan udara, uap air dan kotoran yang

disebabkan oleh korosi pipa-pipa tembaga yang terjebak di dalam siklus mesin

pengering. Berikut langkah-langkah pemvakuman, antara lain :

a. Persiapan pressure gauge berikut 1 selang berwarna biru (low pressure).

Yang dipasang pada pentil yang sudah dipasang dopnya dan 1 selang

berwarna merah (high pressure), yang dipasang pada tabung refrigeran.

b. Pada saat pemvakuman, kran manifold diposisikan terbuka dan kran tabung

refrigeran diposisikan tertutup.

c. Hidupkan kompresor, maka secara otomatis udara yang terjebak dalam siklus

akan keluar melalui potongan pipa kapiler yang telah dilas dengan lubang

keluar filter.

d. Pastikan bahwa udara yang terjebak telah habis. Untuk memastikannya

dengan cara menyalakan korek api dan ditaruh didepan ujung pottongan pipa

kapiler.

e. Selain itu, pada jarum presure gauge akan menunjukkan angka 0 psi.


34

f. Cek kebocoran pada sambungan-sambungan pipa dan katup dengan busa

sabun. Jika terdapat gelembung-gelembung udara maka sambungan tersebut

masih terjadi kebocoran.

g. Setelah sudah dipastikan semua tidak terjadi kebocoran, langkah selanjutnya

mengelas ujung potongan pipa kapiler tersebut.

3.4.3.3 Proses Pengisian Refrigeran 134a

Untuk melakukan pengisian refrigeran pada mesin pengering sepatu

diperlukan beberapa prosedur, seperti berikut :

a. Pasang salah satu selang presure gauge berwarna biru pada katup pengisian

(katup tengah) presure gauge, kemudian ujung selang presure gauge satunya

pada katup tabung refrigeran 134a.

b. Hidupkan kompresor dan buka keran pada katup tabung refrigran secara

perlahan-lahan. Setelah tekanan pada high presure gauge mencapai tekanan

yang diinginkan, tutup keran pada katup tabung refrigeran.

c. Setelah refrigeran terisi kedalam siklus mesin, lepaskan selang presure gauge.

Cek lubang katup, sambungan pipa-pipa dengan busa sabun guna mengetahui

kebocoran.

3.3.4 Skematik Pengambilan Data

Untuk mempermudah pemahaman tentang kerja mesin pengering sepatu

alur dan sistem kerja ditampilkan dalam skematik mesin pengering sepatu yang

diteliti tersaji pada Gambar 3.19


35

Gambar 3.20 Skematik pengering sepatu

Keterangan Gambar 3.19 skematik pengering sepatu :

a. Termokopel (Tin) berfungsi untuk mengukur udara kering sebelum masuk

mesin pengering.

b. Termokopel (T1) berfungsi untuk mengukur udara kering setelah melewati

evaporator.

c. Termokopel (T2) berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati

kompresor.

d. Termokopel (T3) berfungsi mengukur suhu udara kering setelah melewati

Kondensor.

e. Termokopel (T4) berfungi untuk mengukur suhu udara kering ruang

pengeringan.

f. Termokopel (T5) berfungsi untuk mengukur suhu udara setelah melewati

ruang pengering.

g. Hygrometer (Twb1) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah sebelum

memasuki mesin pengering.

Twb1

Tin

T1

T2

T3

T4

Twb2

Twb3

T5

T2


36

h. Hygrometer (Twb2) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah dalam ruang

pengeringan.

i. Hygrometer (Twb3) berfungsi untuk mengukur suhu udara basah setelah keluar

ruang pengering.

j. Pressure gauge (Pc) berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang masuk

kompresor.

k. Pressure gauge (Pe) berfungsi untuk mengukur tekanan refrigeran yang keluar

kompresor.

l. Anemometer (v) berfungsi untuk mengukur kecepatan aliran udara yang

masuk keruang pengering.

3.3.5 Langkah-langkah Pengambilan Data

Langkah-langkah yang dilakukan untuk mendapatkan data yaitu sebagai

berikut :

a. Penelitian di ambil pada tempat terbuka dan pada musim kemarau.

Perubahan suhu sekitar dan kelembaban dalam penelitian ini diabaikan,

karena suhu sekitar dan kelembabannya selalu berubah-ubah sesuai cuaca.

b. Pastikan bahwa termokopel, hygrometer, dan timbangan digital yang

digunakan sudah dikalibrasi.

c. Pastikan bahwa kipas berkerja. Serta pastikan saluran pembuangan air tidak

tersumbat.

d. Letakkan alat bantu penelitian pada tempat yang sudah ditetapkan.

e. Kemudian nyalakan mesin pengering sepatu,

f. Selanjutnya timbang dan catat massa sepatu kering (Msk).


37

g. Selanjutnya tutup semua pintu lemari mesin pengering dan tunggu sampai

30 menit, guna mesin pengering sepatu mencapai suhu kerja yang konstan.

h. Basahi dan peras sepatu sampai air tidak menetes kembali. Kemudian

timbang dan catat massa sepatu basah awal (Msba). Untuk percobaan kedua

dan ketiga massa sepatu basah awal harus didapat hasil yang sama dengan

percobaan pertama.

i. Cek tekanan P1 dan P2, kemudian tutup semua pintu.

j. Atur alarm stopwatch menjadi per 30 menit.

k. Data yang perlu dicatat per 30 menit, antara lain :

Msbt : Massa sepatu basah saat t, (kg)

RHin : Kelembaban udara sebelum masuk mesin pengering, (%).

RHRP : Kelembaban udara dalam ruang pengeringan, (%)

RHout : Kelembaban udara setelah keluar dari mesin pengering, (%)

Tin : Suhu udara kering sebelum masuk mesin pengering, (°C).

T1 : Suhu udara kering setelah melewati evaporator, (°C).

T2 : Suhu udara kering setelah melewati kompresor, (°C).

T3 : Suhu udara kering setelah melewati kondensor, (°C).

T4 : Suhu udara kering dalam ruang pengering, (°C).

T5 : Suhu udara kering setelah melewati ruang pengering, (°C).

v : Kecepatan aliran udara, (m/detik)

P1 : Tekanan refrigeran yang masuk kompresor, (Psi)

P2 : Tekanan refrigeran yang keluar kompresor, (Psi)


38

l. Hasil dari data yang diperoleh kemudian dijumlahkan hasil kalibrasi alat

bantu dan massa sepatu dikurangi dengan massa kosong.

Tabel 3.1 Tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

No

Waktu Massa

sepatu

kering

Massa sepatu

basah awal

Massa

sepatu

basah saat t

menit kg Kg kg

1 0

2 30

3 60

4 90

5 120

Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

No

Waktu

P1

P2

Tin

Twb1

T1

T2

T3

Twb2

Menit Ps

i

Psi OC

OC

OC

OC

OC

OC

1 0

2 30

3 60

4 90

5 120

Tabel 3.1 Lanjutan tabel yang dipergunakan untuk pengisian data.

No

Waktu

T4

Twb3

T5

v

Menit OC

OC

OC m/detik

1 0

2 30

3 60

4 90

5 120


39

dengan Mn adalah massa air yang menguap dari sepatu, Msba adalah massa

sepatu basah awal, dan Msk adalah massa sepatu kering.

m. Selanjutnya mencari suhu kerja kondensor dan suhu kerja evaporator dengan

menggunakan P-h diagram. Untuk dapat menggunakan P-h diagram maka

tekanan refrigeran P1 dan P2 harus dikonversikan dari satuan Psi ke MPa.

n. Kemudian setelah mendapatkan suhu kerja evaporator dan suhu

kerja

kondensor, maka dapat digunakan untuk mencari kelembaban spesifik

setelah melewati kondensor (wlk) dan kelembaban spesifik setelah keluar

dari mesin pengering (wmp) menggunakan psychrometric chart.

o. Setelah diketahui nilai kelembaban spesifik setelah melewati kondensor (wlk)

dan kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wmp), kemudian

menghitung massa air yang berhasil diuapkan (Δw) tiap variasi. Massa air

yang berhasil diuapkan (Δw) adalah kelembaban spesifik setelah melewati

kondensor (wlk) dikurangi kelembaban spesifik setelah keluar dari mesin

pengering (wmp). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung

dengan menggunakan Persamaan (2.8).

p. Kemudian menghitung laju aliran massa udara pada duct ( udara) tiap variasi.

Laju aliran massa udara pada duct ( udara) adalah debit udara (Qudara) dikali

densitas udara (ρudara) sebesar 1,2 kg/m3

. Laju aliran massa udara pada duct

( udara) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7).

q. Selanjutnya menghitung kemampuan mesin pengering sepatu untuk


40

menguapkan massa air (Mn) dengan menggunakan Persamaan (2.6).

Kemampuan mesin pengering sepatu untuk menguapkan massa air (Mn)

adalah laju aliran massa udara pada duct (ṁudara) dikalikan massa air yang

berhasil diuapkan (Δw) dikalikan 3600 menit.

r. Untuk memudahkan pembahasan, hasil-hasil perhitungan proses pengeringan,

maka digambarkan dalam grafik. Pembahasan dilakukan terhadap grafik yang

dihasilkan, dengan mengacu pada tujuan penelitian.

3.5 Cara Mendapatkan Kesimpulan

Dari analisis yang sudah dilakukan akan diperoleh suatu kesimpulan.

Kesimpulan merupakan hasil analisis penelitian dan kesimpulan harus sesuai

dengan tujuan penelitian.


41

BAB IV

HASIL PENELITIAN, PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil yang didapatkan dalam penelitian mesin pengering sepatu sistem

terbuka dengan variasi jumlah sepatu meliputi; massa sepatu kering (Msk), massa

sepatu basah awal (Msba), massa sepatu basah saat t (Msbt), tekanan refrigeran

yang masuk kompresor (P1), tekanan refrigeran yang keluar kompresor (P2), suhu

udara kering sebelum masuk mesin pengering (Tin), kelembaban udara sebelum

masuk mesin pengering (RHin), suhu udara kering setelah melewati evaporator

(T1), Suhu udara kering setelah melewati kompresor (T2), suhu udara kering

setelah melewati kondensor (T3), kelembaban udara setelah melewati kondensor

atau dalam ruang pengering (RHrp), suhu udara keluar dari mesin pengering (T5),

kelembaban udara setelah keluardari mesin pengering (RHout) dan kecepatan

aliran udara (v). Pengujian dilakukan dengan 5 kali percobaan untuk setiap variasi

jumlah sepatunyanya, kemudian dihitung hasil rata-ratanya. Hasil rata-rata

disajikan pada Tabel 4.1 s/d Tabel 4.4.


42

Tabel 4.1 Data hasil rata-rata untuk 4 sepatu

Waktu

(menit)

Berat

Sepatu

Kering

(kg)

Berat

Sepatu

pada saat t

basah (kg)

Perbedaan

Berat Sepatu

(kg)

Kondisi Udara Luar

t Msba Msbt Tdb

( oC )

Twb

( oC )

RHin

(%)

0

1,3046

1,546

27,680 23,480 70,600

30 1,486 0,059 27,680 23,680 71,840

60 1,424 0,063 29,060 25,150 73.,400

90 1,362 0,062 29,680 25,560 72,200

120 1,329 0,032 29,800 25,750 72,700

150 1,311 0,019 29,500 25,280 71,490

180 1,304 0,007 30,100 26,060 72,910

Tabel 4.1 Lanjutan data hasil rata-rata untuk 4 Sepatu

Waktu

(menit)

Tekanan Kerja

(psi)

Suhu Udara Setelah

melewati

Kondisi Udara

Ruang Pengering

sepatu Evap Komp Kond

t P1 P2 T1 T2 T3 T4

( oC )

Twb

( oC )

0 54,900 432,000 21,920 50,720 83,700 74,780 33,380

30 54,900 433,000 21,920 50,720 83,700 74,780 33,380

60 56,040 437,200 21,900 50,720 83,820 74,720 33,960

90 56,400 440,200 21,920 52,740 86,160 76,420 33,700

120 56,000 437,100 21,820 52,880 85,740 77,600 33.950

150 57,600 449,200 21,940 51,640 86,520 78,600 34,450

180 57,300 450,000 22,780 53,300 88,540 77,200 36,460


43


Waktu

(menit)

Kondisi Udara Ruang

Pengering sepatu

Kondisi Udara Keluar Ruang

Pengering

t RHRP ( oC )

T5

( oC )

Twb

( oC )

RHout

(%)

0 6,530 60,940 33,300 16,020

30 6,530 60,940 33,300 16,020

60 7,090 68,040 33,960 10,940

90 6,340 69,180 33,70 9,860

120 5,870 68,160 33.190 9,900

150 5,90 70,260 33,410 9,900

180 6,80 71,720 34,600 9,890

Tabel 4.2 Data hasil rata-rata untuk 20 sepatu

Waktu

(menit)

Berat

Sepatu

Kering

(kg)

Berat Sepatu

pada saat t

basah (kg)

Perbedaan

Berat

Sepatu (kg)

Kondisi Udara Luar

t Msba Msbt Tdb

( oC )

Twb

( oC )

RHin

(%)

0

3,164

3,445 - 29,500 23,500 60,700

30 3,339 0,106 29,500 23,500 60,700

60 3,264 0,075 29,500 24,500 66,660

90 3,217 0,047 29,500 24,500 66,660

120 3,194 0,022 29,000 23,500 63,310

150 3,172 0,022 28,500 23,500 66,010

180 3,164 0,009 28,500 23,500 66,010


44


Waktu

(menit)

Tekanan Kerja

(psi)

Suhu Udara Setelah

melewati (oC)

Kondisi Udara

Ruang Pengering

sepatu Evap Komp Kond

T P1 P2 T1 T2 T3 T4

( oC )

Twb

( oC )

0 47,000 380,000 17,900 43,180 80,180 65,420 30,147

30 47,000 380,000 17,900 43,180 80,180 65,420 30,147

60 54,000 430,000 19,420 45,120 84,260 73,140 32,655

90 54,000 420,000 20,440 44,360 86,260 76,500 33,568

120 53,000 420,000 20,400 45,800 87,300 78,000 33,769

150 48,000 390,000 20,300 43,300 84,620 73,980 33,113

180 54,000 420,000 20,840 45,360 86,220 76,860 33,768


Waktu

(menit)

Kondisi Udara Ruang

Pengering sepatu (oC)

Kondisi Udara Keluar Ruang

Pengering (oC)

t RHRP

(%)

T5

( oC )

Twb

( oC )

RHout

(%)

0 7,890 56,360 29,383 14,030

30 7,890 56,360 29,383 14,030

60 6,570 66.000 33,107 11,300

90 5,970 70,460 33,642 9,000

120 5,560 70,380 33,530 8,920

150 6,670 69.870 32,949 8,560

180 6,00 72,080 33,772 8,230


45

Tabel 4.3 Data hasil rata-rata pengeringan matahari untuk 4 Sepatu

Waktu

(menit)

Berat Sepatu

Kering (kg)

Berat Sepatu

pada saat t

basah (kg)

Perbedaan

Berat

Sepatu

(kg) t Msba Msbt

0

1,305

1,546 -

30 1,498 0,048

60 1,458 0,040

90 1,425 0,033

120 1,390 0,035

150 1,359 0,031

180 1,339 0,020

210 1,320 0,019

240 1,304 0,016

Tabel 4.4 Data hasil rata-rata pengeringan matahari untuk 20 Sepatu

Waktu

(menit)

Berat

sepatu

kering (kg)

Berat Sepatu

pada saat t

basah(kg)

Perbedaan

berat

sepatu (kg)

t Msba Msbt

0

3,164

3,445 -

30 3,380 0,065

60 3,328 0,052

90 3,287 0,041

120 3,252 0,035

150 3,222 0,031

180 3,200 0,022

210 3,180 0,019

240 3,163 0,017


46

4.2 Perhitungan

a. Perhitungan massa air sepatu yang menguap dari sepatu (Mu).

Massa air sepatu yang menguap dari sepatu (Mu) adalah massa sepatu

basah (Msba) dikurangi massa sepatu kering (Msk). Sebagai contoh perhitungan

untuk mencari massa air sepatu yang menguap dari sepatu (Mu) untuk 4 sepatu

pasang menit 30 adalah sebagai berikut :

Mu = Msba – Msk

= (1,5458 -1,30374) kg

= 0,238 kg

b. Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap).

Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap) dapat dicari

dengan menggunakan P-h diagram. Dengan diketahui tekanan refrigeran yang

masuk kompresor dan tekanan refrigeran yang keluar kompresor maka dapat

diketahui suhu kerja evaporator dan suhu kerja kondensor.

P1 = (56 Psi + 14,7 Psi) x 0,00689 MPa

= 0,487 MPa

P2 = (440 Psi + 14,7 Psi) x 0,00689 MPa

= 3,150 MPa

Untuk tekanan kerja evaporator (tekanan rendah) P1 = 0,487 MPa suhu


47

kerja evaporator (Tevap) sebesar 14.9 oC dan untuk tekanan kerja kondensor

(tekanan tinggi) P2 = 3,15 MPa suhu kerja kondensor (Tkond) sebesar 88,57 oC.

Gambar 4.1 Suhu kerja kondensor (Tkond) dan suhu kerja evaporator (Tevap)

c. Kelembaban spesifik setelah kondensor (wD) dan kelembaban spesifik

setelah keluar dari ruang pengering (wE).

Kelembaban spesifik spesifik udara setelah melewati kondensor (wD) atau

masuk ruang pengering dan kelembaban spesifik udara setelah keluar dari ruang

pengering (wE) dapat dicari dengan menggunakan psychrometric chart.

Kelembaban spesifik udara setelah melewati kondensor (wD) atau kelembaban

spesifik udara masuk ruang pengering dapat diketahui melalui garis kelembaban

spesifik pada titik D.

Kelembaban spesifik udara setelah keluar dari pengering (wE) dapat

diketahui melalui garis kelembaban spesifik pada titik E untuk menentukan


48

kelembaban spesifik setelah kondensor (wD) atau udara masuk ruang pengering

dan kelembaban spesifik keluar dari mesin pengering (wE) dapat dicari dari

psychometric chart pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Kelembaban spesifik setelah kondensor (wD) dan kelembaban

spesifik setelah keluar dari mesin pengering (wE)

wE

wD

Sumber : www.ncsu.edu


49

d. Perhitungan massa air yang berhasil diuapkan (Δw).

Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) dapat dihitung dengan

menggunakan Persamaan (2.8). Massa air yang berhasil diuapkan (Δw) adalah

kelembaban spesifik udara keluar dari ruang pengering (wE) dikurangi

kelembaban spesifik udara masuk ruang pengering (wD). Sebagai contoh

perhitungan massa air berhasil diuapkan (Δw) untuk variasi 4 sepatu pada menit

30 adalah sebagai berikut :

Δw = (wE – wD )

= (0,0213 - 0,0165) kgair/kgudara

= 0,005 kgair/kgudara

e. Perhitungan laju aliran udara.

Laju aliran udara dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.6).

Laju aliran udara adalah kemampuan udara menguapkan air dari sepatu dibagi

dengan (∆w x 3600), Sebagai contoh perhitungan laju aliran udara untuk variasi

4 sepatu pada menit 30 adalah sebagai berikut :

udara =

=

= 0,006 kgudara/detik

Nilai Mn didapat dari Tabel 4.1 halaman 44, pada kolom perbedaan berat

sepatu (kg), contoh : pada menit ke 30 untuk variasi 4 sepatu memiliki


50

perbedaan berat sepatu sebesar

karena satuan dari Mn adalah kg/jam

maka untuk memperolehnya dikalikan 2 sehingga :

=

= 0,118 kgair/jam

4.5 Data hasil perhitungan 4 sepatu

Waktu wD wE

∆w= wE-

wD Mn Qudara

Menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara kgair/jam kgudara/detik m3/detik

0 0,016 0,021 0,005 0,000 0,000 0,000

30 0,016 0,021 0,005 0,118 0,006 0,005

60 0,017 0,020 0,003 0,122 0,012 0,010

90 0,016 0,019 0,002 0,085 0,010 0,008

120 0,016 0,018 0,002 0,108 0,014 0,011

150 0,017 0,020 0,003 0,094 0,008 0,007

180 0,018 0,021 0,003 0,081 0,007 0,006

Tabel 4.6 Data hasil perhitungan 20 sepatu

Waktu wD wE

∆w= wE-

wD Mn Qudara

Menit kg/kg kg/kg kgair/kgudara kgair/jam kgudara/detik m3/detik

0,000 0,013 0,015 0,002 0,000 0,000 0,000

30,000 0,013 0,015 0,002 0,212 0,026 0,022

60,000 0,015 0,019 0,004 0,181 0,013 0,011

90,000 0,015 0,018 0,003 0,152 0,016 0,013

120,000 0,015 0,018 0,003 0,125 0,013 0,011

150,000 0,016 0,017 0,001 0,109 0,023 0,020

180,000 0,016 0,018 0,002 0,094 0,013 0,011


51

f. erhitungan debit aliran udara.

Debit aliran udara dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan (2.7).

debit aliran udara adalah laju aliran udara dibagi massa jenis udara (ρudara)

sebesar 1,2 kg/m3

. Sebagai contoh perhitungan debit aliran udara untuk variasi 4

sepatu pada menit 30 adalah sebagai berikut :

Qudara =

=

= 0,005 kgudara / detik

4.3 Pembahasan

Dari Tabel 4.1 s/d Tabel 4.6 dapat diketahui bahwa mesin pengering

sepatu sistem terbuka yang dibuat mampu mengeringkan sepatu. Didapat

karakteristik untuk variasi 4 sepatu memiliki rata-rata temperature pengeringan di

ruang pengering bola kering 67 oC dan kelembabannya sebesar 12 % sedangkan

untuk variasi 20 sebesar 65 oC dan kelembabannya sebesar 11 % dan laju udara

pengeringan untuk 4 sepatu sebesar 36 kg/jam dan untuk 20 sepatu sebesar 61.2

kg/jam. Dari Gambar 4.3 dan 4.4 dapat diketahui bahwa pengeringan

menggunakan mesin sepatu memerlukan waktu 180 menit sedangkan untuk

pengeringan surya pengeringannya memerlukan waktu 280 menit, pengeringan

dengan kapasitas 20 sepatu adalah pengeringan yang sangat efisien dibandingkan

pengeringan dengan 4 buah sepatu.


52

Gambar 4.3 Hubungan antara massa sepatu terhadap waktu pada 4 sepatu.

Gambar 4.4 Hubungan antara massa sepatu terhadap waktu pada 20 sepatu.

Dari grafik Gambar 4.3 dan 4.4 dipengaruhi oleh kecepatan uap air yang

dibuang keluar oleh mesin pengering sepatu. Konstanta waktu yang diperlukan

untuk menguapkan massa uap air untuk 4 sepatu sebesar, waktu yang diperlukan

1,26

1,3

1,34

1,38

1,42

1,46

1,5

1,54

1,58

0 30 60 90 120 150 180 210

Pengeringan dengan…Pengeringan dengan…

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

PENGERINGAN SEPATU

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit)

Ma

ssa

Sep

atu

(k

g)

Waktu (menit) Waktu (menit)

Mass

a S

epatu

(k

g)

Mass

a S

epatu

(k

g)

Waktu (menit)

3,1000

3,1600

3,2200

3,2800

3,3400

3,4000

3,4600

3,5200

0 30 60 90 120 150 180 210

pengeringan…

Mass

a S

epatu

(k

g)

Waktu (menit)


53

untuk mengeringkan 4 dan 20 sepatu dengan menggunakan pengeringan tenaga

surya sama besar dengan pengeringan menggunakan mesin. Jika pengeringan

dilakukan untuk 40 sepatu maka waktu yang diperlukan untuk pengeringan dapat

dihitung. waktu total yang diperlukan untuk mengeringkan 40 sepatu, untuk 4

sepatu memerlukan total waktu 1800 menit dengan 10 kali proses pengeringan,

untuk 20 sepatu memerlukan total waktu 360 menit dengan 2 kali proses

pengeringan, Maka dapat dikatakan bahwa kapasitas paling efektif untuk 20

sepatu dan kapasitas paling tidak efektif untuk 4 sepatu.

Dari Tabel 4.5 s/d 4.6 dapat diketahui bahwa kemampuan mengeringkan

massa air (Mn) mempunyai massa yang berbeda-beda (tidak konstan) tiap

variasinya. Ketidakkonstanan kemampuan mengeringkan massa air (Mn)

dikarenakan kelembaban spesifik (Δw) dan laju aliran massa udara (ṁ) yang juga

tidak konstan. Kemampuan mengeringkan massa air (Mn) untuk 4 sepatu 20

sepatu mempunyai rata-rata, 0,101 kg/jam,.

Dari Tabel 4.4 s/d 4.6 dapat diketahui bahwa waktu yang seharusnya

dibutuhkan untuk menguapkan massa air pada sepatu (Mu) tidak bergantung dari

banyaknya jumlah sepatu yang akan dikeringkan. Waktu yang didapat untuk

menguapkan massa air pada sepatu, untuk 4 sepatu membutuhkan waktu 180

menit, untuk 20 sepatu membutuhkan waktu 180 menit,.


54

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Hasil penelitian yang telah dilakukan mengetahui laju pengeringan

mesin pengering sepatu sistem terbuka dengan berbagai variasi jumlah

sepatu yang dikeringkan memberikan beberapa kesimpulan sebagai berikut:

a. Mesin pengering sepatu sistem terbuka berhasil dibuat dan bekerja

dengan baik.

b. Mesin pengering sepatu ini mempunyai karakteristik untuk variasi 4

sepatu memiliki rata-rata temperature pengeringan di ruang pengering

bola kering 67 oC dan kelembabannya sebesar 12 % sedangkan untuk

variasi 20 sebesar 65 oC dan kelembabannya sebesar 11 % dan laju

udara pengeringan untuk 4 sepatu sebesar 36 kg/jam dan untuk 20

sepatu sebesar 61,2 kg/jam, Mesin pengering sepatu ini mempunyai

kapasitas paling efektif untuk 20 sepatu. kemampuan pengeringan

untuk mengeringkan 20 sepatu dan 4 sepatu sama besar, dengan laju

pengeringan sebesar 0,101 kg/jam.


55

5.2 Saran

Dari proses penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui laju

pengeringan mesin pengering sepatu sistem terbuka dengan berbagai

variasi jumlah sepatu yang dikeringkan ada beberapa saran yang dapat

dikemukakan:

a. Pada desain ruang pengering sepatu, penulis menyarankan untuk

ukuran lubang pembuangannya, pada ruang pengering lebih

diperbesar, agar pembuangan dapat berjalan lancer.

b. Pada ruang pengering, perlu diberi tambahan kipas, agar proses

pembuangan udara dapat dipercepat.


56

DAFTAR PUSTAKA

Claussen, I.C., Ustad, T.S., Strommen, I.dan Walde, P.M., 2007, Atmospheric

freeze drying – a review, Drying Technology 25:957-67.

Colak, N. dan Hepbasli, A., 2009, A review of heat pump drying : Part 1- system,

models and studies. Energy Conversion and Management 50 (2009):

2180-2186.

Fatouh, M., Metwally, M.N., Helali, A.B.dan Shedid, M.H. (2006). Herbs drying

using a heat pump dryer. Energy Conversion and Management 47:

2629-2643.

Goh, L.J., Othman, M.Y., Mat, S., Ruslan, H.dan Sopian, K. (2011). Review of

heat pump systems for drying application. Renewable and Sustainable

Energy Review 15 : 4788-4796.

Hawlader, M.N.A., Perera, C.O. dan Tian, M. (2006). Comparison of the retention

of 6-gingerol in drying under modified atmosphere heat pump drying

and other drying methods. Dry Technology 24: 51-56.

Laurensius, N., 2015, Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Dengan Debit

Aliran Udara 0,054 m3/detik , Yogyakarta : Universitas Sanata Dharma.

Maryadi, D., 2009, Simulasi Pengaruh Parameter (Kecepatan dan Tempratur)

Udara Dan Discan terhadap Laju Perubahan Humidifikasi dalam

Regenerator Menggunakan CFD, Semarang : Universitas Diponogoro.

Minea, V. (2012). Part I drying heat pumps system integration. International

Journal of Refrigeration 36: 643-658.

Perera, C.O. dan Rahman, M.S.(1997). Heat pump demuhidifier drying of food.

Trends Food Science Technology 8: 75-79.

Renaldi, N., 2015, Mesin Pengering Pakaian Sistem Terbuka Dengan Debit

Aliran Udara 0,032 m3/detik , Yogyakarta : Universitas Sanata Dharma.

Sarkar, J., Bhattacharyya, S., Gopal, R. dan Transcritical, M. (2006). CO2heat

pump dryer: part mathematical model and simulation. Drying

Technology 24:1583-1591.


57

Strommen, I., Eikevik, T.M., Alves-Filho, O., Syverud, K. dan Jonassen, O.

(2002). Low temperatur drying with heat pumps new generations of

high quality dried products. 13th

International Drying Symposium.

Beijing, China, 27-30 Agustus.

Suprapto, H, dan E.S Rini, 2009, Konsumsi Sepatu Bakal Naik 20%, Vivanews :

http://bisnis.news.viva.co.id/news/read/35365-konsumsi-sepatu-lokal-

bakal-naik-20,

Wicaksono, B.D.A., 2014, Pemanfaatan Panas Buang Mesin Pendingin Untuk

Pengering Pakaian , Yogyakarta : Universitas Sanata Dharma.


http://bisnis.news.viva.co.id/news/read/35365-konsumsi-sepatu-lokal-%20%20bakal-naik-20

http://bisnis.news.viva.co.id/news/read/35365-konsumsi-sepatu-lokal-%20%20bakal-naik-20

58

LAMPIRAN

Lampiran 1. Data Ketika Menit Ke-30 untuk 4 Sepatu.


59



60



61



62



63



64



65



66

Lampiran 9. . Data Ketika Menit Ke-90 untuk 20 Sepatu.


67



68



69



mesin pengering sepatu skripsi · mesin pengering pada umumnya digunakan untuk mengeringkan...

Documents