SKRIPSI

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA

BERBAHAN BAKAR BRIKET SERBUK KAYU ALBESIA DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh :

I Gede Agus Astrayasa

1004305045

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2016

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa, dalam skripsi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajuukan untuk memperoleh gelar kesejarnaan disuatu Perguruan Tinggi

dan sepanjang pengetahuan saya, juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan

disebutkan dalam daftar pustaka.

Bukit Jimbaran, Desember 2016

Mahasiswa

I Gede Agus Astrayasa

NIM. 1004305045

ANALISA ENERGI PADA SISTEM PENGERING ANYAMAN ATA

BERBAHAN BAKAR BRIKET SERBUK KAYU ALBESIA DENGAN

MEMVARIASIKAN TIPE RAK PENGERING

Oleh : I Gede Agus Astrayasa

Pembimbing : Ir. Nengah Suarnadwipa, MT.

Dr.Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

ABSTRAKSI

Untuk menangani permasalah para pengerajin anyaman ata dalam menghadapi

musim hujan, telah dibuat alat pengering yang menggunakan kompor biomassa berbahan

bakar dari limbah serbuk gergaji kayu albesia. Untuk mengetahui performansi alat

pengering dilakukan pengujian dengan menggunakan dua tipe rak yang berbeda.

Penelitian ini memakai bahan bakar briket serbuk kayu albesia dengan

memvariasikan tipe rak , yaitu menggunakan tipe rak plat datar dan tipe rak berlubang.

Pengujian ini dilakukan satu kali untuk satu tipe rak dan material yang dikeringkan

berupa anyaman ata. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa energi – energi pada

sistem pengering yang meliputi: laju energi berguna (Ėuse), laju energi suplai (Ėin), dan

laju energi yang terbuang (Ėlosses)

Dari hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, tipe rak plat datar

dapat menghasilkan laju energi berguna (Ėuse) = 0,0573 kJ/s, laju energi masuk (Ėin) =

3,56914 kJ/s, dan laju energi terbuang (Ėlosses) = 0,2042 kJ/s. Sedangkan untuk tipe rak

berlubang dapat menghasilkan laju energi berguna (Ėuse) = 0,05703 kJ/s, laju energi

masuk (Ėin) = 3,58325 kJ/s, dan laju energi terbuang (Ėlosses) = 0,2354 kJ/s.

Kata Kunci : analisa energi, alat pengering, bahan bakar, anyaman ata, tipe rak.

ENERGI ANALYSIS SYSTEM WOVEN DRYER ATA SAWDUST FUEL

BRIQUETTES ALBESIA BY VARYING THE TYPE OF DRYING RACK

Author : I Gede Agus Astrayasa

Guidance : Ir. Nengah Suarnadwipa,MT.

Dr.Ir. Wayan Bandem Adnyana, M.Erg.

ABSTRACT

To handle problem the craftsmen woven ata in the face of the rainy season, has

made a dryer that uses biomass stove fuel from waste wood sawdust albesia. To

determine the performance of the dryer was examined by using two different types of

shelves.

The study used fuel sawdust briquettes albasia by varying the type of rack, Ie

using flat plate rack type and perforatedrack type. The test is performedonce for a

singletype ofrack and dried material in the form of woven ata. This study was conducted

to analyze the energy - energy in the dryer system that includes: rate of useful energy

(Ėuse), rate of supply energy (Ėin), and rate oflosses energy(Ėlosses).

Of the test results and the calculation has been done, flat plate rack type can

produce useful energy (Ėuse) = 0,0573 kJ/s, rate of supply energy (Ėin) = 3,56914 kJ/s

and rate oflosses energy(Ėlosses) = 0,2042 kJ/s.while the perforated plate rack types can

produce useful energy (Ėuse) = 0,05703 kJ/s, rate of supply energy (Ėin) = 3,58325 kJ/s,

and rate oflosses energy(Ėlosses) = 0,2354 kJ/s.

Keywords : energy analysis, dryer, fuel, woven ata, rack type.

KATA PENGANTAR

PujisyukurpenulispanjatkankepadaTuhanYangMahaEsa,

karenaatasberkatrahmat-Nyapenulis dapatmenyelesaikanskripsi yang berjudul :

“Analisa Energi Pada Sistem Pengering Anyaman Ata Berbahan Bakar

Briket Serbuk Kayu Albesia Dengan Memvariasikan Tipe Rak Pengering”

Dalam penyusunan skripsi ini penulis tidak sedikit mendapat bantuan dari

berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar -

besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Nengah Suarnadwipa, MT, selaku Dosen Pembimbing I dalam

penulisan skripsi ini.

2. Bapak Dr.Ir.Wayan Bandem Adnyana,M.Erg, selaku Dosen Pembimbing

II dalam penulisan skripsi ini.

3. Bapak I Gusti Ketut Sukadana,ST,MT. selaku Dosen Penguji I dalam

skripsi ini.

4. Bapak Dr.Eng. Made Sucipta,ST,MT. selaku Dosen Penguji II dalam

skripsi ini.

5. Bapak I Gusti Agung Kade Suriadi, ST,MT. selaku Dosen Penguji III

dalam skripsi ini.

6. Bapak/Ibu dosen serta staf pegawai Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

7. Semua pihak dan kawan-kawan Jurusan Teknik Mesin yang telah

membantu dalam penyelesaian skripsi.

8. Orang tua dan keluarga penulis atas segala dukungan moril, materil

maupun spiritual yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan

mengingat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis miliki. Oleh

karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan

dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan

penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam

penulisanskripsi ini.

Bukit Jimbaran, .......................

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................... iii

LEMBAR PERNYATAAN................................... ............................ ..... iv

ABSTRAKSI .......................................................................................... v

ABSTRACT .......................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ........................................................................... vii

DAFTAR ISI .......................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xii

DAFTAR TABEL ................................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xiv

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

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

1.2 Permasalahan ...................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................ 4

1.5 Manfaat Penelitian .............................................................. 4

BAB II DASAR TEORI ........................................................................ 5

2.1 Gambaran Umum Ata.......................................................... 5

2.1.1 Proses Produksi Pembuatan Kerajinan Ata .................. 5

2.2 Biomassa ............................................................................ 7

2.2.1 Kayu Albesia ............................................................. 8

2.2.2 Serbuk Kayu Albesia Sebagai Energi Alternatif .......... 9

2.3 Pengenalan Sistem Pengeringan .......................................... 11

2.3.1 Prinsip Dasar Pengeringan .......................................... 11

2.3.2 Pepindahan Massa ...................................................... 13

2.4 Perpindahan Panas .............................................................. 15

2.4.1 Perpindahan Panas Konveksi .................................... 15

2.4.2 Perpindahan Panas Konduksi .................................... 16

2.4.3 Perpindahan Panas Radiasi ....................................... 18

2.5 Udara Pengering ................................................................. 19

2.5.1 Aliran Udara Pengering ............................................ 19

2.5.2 Stak Effeck................................................... ............. 19

2.5.3 Kelembaban Udara................................................. ..... 20

2.6 Sistem Pengering Buatan .................................................... 20

2.7 Nilai Kalor ......................................................................... 21

2.8 Kesetimbangan Energi ........................................................ 22

2.9 Laju Massa Bahan Bakar ..................................................... 26

2.10 Performansi Pengeringan..................................................... 26

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................ 28

3.1 TempatatauLokasiPenelitian ............................................... 28

3.2 JumlahPopulasi (variable) ................................................... 28

3.2.1 Variabel Bebas ........................................................... 28

3.2.2 Variabel Terikat ......................................................... 28

3.3 Alatdan Bahan .................................................................... 29

3.3.1 Alat ........................................................................... 29

3.3.2 Bahan ........................................................................ 34

3.4 InstalasiPenelitian …………………………………….. .... ..... 36

3.4.1 Briket Serbuk Kayu Albesia......................................... 36

3.4.2 Bomb Calorimeter ...................................................... 37

3.5 Rancangan Penelitian ……………………………………. ..... 40

3.5.1 Spesifikasi Alat .......................................................... 42

3.5.2 Deskripsi Alat ............................................................ 42

3.6 Prosedur Pengujian................................................. ............ 43

3.7 Diagram Alir Penelitian ………………………………… ...... 45

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................... 46

4.1 Analisa data ....................................................................... 46

4.2 Data Hasil Pengamatan ....................................................... 46

4.3 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Plat Datar .................... 48

4.3.1 Menghitung laju energi yang masuk ruang pengering .. 48

4.3.2 Menghitung laju energi yang berguna .......................... 49

4.3.3 Menghitung energi yang terbuang ................................ 50

4.4 Perhitungan Data Variasi Tipe Rak Berlubang ..................... 58

4.4.1 Menghitung laju energi yang masuk ruang pengering .. 58

4.4.2 Menghitung laju energi yang berguna .......................... 59

4.4.3 Menghitung energi yang terbuang ................................ 60

4.5Perbandingan Data Hasil Perhitungan Rak Plat Datar dan Rak

Berlubang ............................................................................. 68

4.5.1 Perbandingan hasil perhitungan laju energi masuk ............. `68

4.5.2 Perbandingan hasil perhitungan laju energi berguna .... 69

4.5.3 Perbandingan laju energi losses pada dinding kompor . 70

4.5.4 Perbandingan laju energi losses pada saluran penghubung

........................................................................................... 71

4.5.5 Perbandingan laju energi losses pada dinding pengering

........................................................................................... 72

4.5.6 Perbandingan laju energi losses pada cerobong ............ 73

4.6 Distribusi Temperatur ........................................................ 74

4.6.1 Suhu Tin dan Tout pada pengering ................................. 75

4.6.2 Penurunan massa ......................................................... 76

4.7 Perbandingan Distribusi Temperatur ................................... 77

BAB V PENUTUP .................................................................................. 79

5.1 Kesimpulan ......................................................................... 79

5.2 Saran ................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………….....…. 80

LAMPIRAN…………………………………………………....……………. 81

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar1.1 Contoh Jenis Kerajinan Ata Yang Dihasilkan .................... 1

Gambar 2.1 Produk-produk yang Dihasilkan dari Anyaman Ata ........... 5

Gambar 2.2 Diagram Alir Proses Produksi Kerajinan Ata ..................... 6

Gambar 2.3 Limbah Serbuk kayu Albesia ............................................. 10

Gambar 2.4 T-V Diagram .................................................................... 12

Gambar 2.5 Perpindahan Panas konveksi dari Permukaan Media

Padat ke fluida Mengalir .................................................. 15

Gambar2.6 Perpindahan Panas Konduksi pada Dinding Datar .............. 17

Gambar 2.7 Sistem Alat Pengeringan ............................................................... 23

Gambar3.1 Thermokopel ................................................................................. 29

Gambar 3.2 Timbangan Digital ............................................................ 30

Gambar 3.3 Camera Digital ................................................................. 30

Gambar 3.4 Stopwatch ......................................................................... 31

Gambar 3.5 Korek Api ......................................................................... 31

Gambar 3.6 Baskom........................................................................... . 32

Gambar 3.7 Panci............................................................................... . 32

Gambar 3.8 Kompor........................................................................... . 33

Gambar 3.9 Alat Pencetak Briket …………………………….. ............. 33

Gambar3.10 Anyaman Ata ……………………… .................................. 34

Gambar 3.11 Serbuk kayu ...................................................................... 34

Gambar 3.12 Tepung Tapioka................................................... ............. 35

Gambar 3.13 Minyak Tanah................................................... .............. 35

Gambar 3.14 Bomb Kalorimeter................................................... ........ 39

Gambar3.15RancanganSkematik Penelitian Menggunakan Rak Pengering

Tipe Plat Datar ................................................................. 40

Gambar3.16Rancangan Skematik Penelitian Menggunakan Rak

Pengering Tipe kisi ........................................................... 41

Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian .................................................... 45

Gambar 4.1 Perbandingan Laju Energi Masuk ...................................... 69

Gambar 4.2 Perbandingan Laju Energi Berguna ................................... 70

Gambar 4.3 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Kompor ................ 71

Gambar 4.4 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Saluran Penghubung 72

Gambar 4.5 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Pengering ............. 73

Gambar 4.6 Perbandingan Laju Energi Losses Pada Cerobong .............. 74

Gambar 4.7 Perbandingan Waktu Terhadap Tin .................................... 75

Gambar 4.8 Perbandingan Waktu Terhadap Tout .................................. 76

Gambar 4.9 Perbandingan Waktu Terhadap Penurunan Massa .............. 77

Gambar 4.10 Perbandingan Distribusi Temperatur ................................. 78

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 2.1 Ultimate Analysis Of Biomassa..................... ....................... 8

Tabel 2.2 Hasil Pengujian Kayu Albesia............................................. 9

Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Untuk Rak Type Plat Datar... ............... 46

Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Untuk Rak Type Berlubang...... ............ 47

Tabel 3.4 Data Hasil Pengolahan Data Dari Setiap Tipe Rak................. 69

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Tabel saturated water ....................................................... 82

Lampiran 2. Gambar pembuatan alat pengering.................................... 83

Lampiran 2. Gambar alat pengering sebelum di isolasi........................... 83

Lampiran 2. Gambar pengisolasian alat................................................. 84

Lampiran 2. Gambar alat pengering setelah di isolasi............................ 84

Lampiran 3. Gambar pembuatan adonan briket..................................... . 85

Lampiran 3. Gambar pembuatan briket.................................................. 85

Lampiran 4. Gambar pembuatan pelet.................................................... 86

Lampiran 4. Gambar pengujian nilai kalor............................................. 86

Lampiran 5. Gambar anyaman ata sebelum dikeringkan.................... ...... 87

Lampiran 5. Gambar proses pengeringan menggunakan rak plat datar ...... 87

Lampiran 5. Gambar proses pengeringan menggunakan rak berlubang..... 88

Lampiran 5. Gambar pemasukan bahan bakar........................................ 88

Lampiran 5. Gambar anyaman ata setelah dikeringkan..................... ...... 89

Lampiran 5. Gambar abu bahan nakar.................................................... 89

Lampiran 6. Gambar rancangan alat...................................................... 90

Lampiran 7. Hasil pengujian nilai kalor................................................ 99