I. PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangEnergi radiasi dari matahari merupakan salah satu bentuk energi alternatif yang dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan guna menggantikan energi bahan bakar minyak. Salah satu pemanfaatan dari energi radiasi matahari yang banyak digunakan adalah sebagai alat pengering energi surya (Thamrin dan Anton, 2011). Agar dapat memanfaatkan energi radiasi matahari untuk proses pengeringan digunakan suatu perangkat untuk mengumpulkan energi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi dan mengubahnya menjadi energi panas yang berguna. Perangkat ini disebut dengan kolektor surya (Kristanto dan James, 2004).Kolektor surya merupakan suatu alat yang dapat berfungsi untuk mengumpulkan energi matahari yang masuk yang diubah menjadi energi thermal yang kemudian energi tersebut diteruskan ke fluida. Kolektor surya memiliki beberapa komponen seperti transmisi, refleksi dan absorbsi. Komponen transmisi dapat diperoleh dengan menggunakan kaca, refleksi dari elemen cermin dan absorber dari bahan aluminium atau kuningan yang dilapisi dengan permukaan benda hitam (Erlina dan Imam, 2009).Dengan adanya kebutuhan bahan bakar minyak yang semakin meningkat saat ini, menjadikan penduduk dunia khususnya di Indonesia mulai mengantisipasinya dengan mencari sumber energi alternatif. Salah satu cara yang dapat diambil adalah dengan memanfaatkan energi matahari untuk mengurangi pemakaian bahan bakar minyak. Alternatif ini dapat digunakan untuk berbagai proses pengeringan, salah satunya pada proses pengeringan kerupuk. Proses pengeringan kerupuk mentah bertujuan untuk menghasilkan bahan dengan kadar air tertentu. Kadar air yang terkandung dalam kerupuk mentah akan mempengaruhi kualitas dan kapasitas pengembangan kerupuk dalam proses penggorengan selanjutnya. Tingkat kekeringan tertentu diperlukan kerupuk mentah untuk menghasilkan tekanan uap yang maksimum pada proses penggorengan sehingga gel pati kerupuk bisa mengembang. Pengeringan kerupuk juga bertujuan untuk pengawetan, pengurangan ongkos transportasi dan mempertahankan mutu (Koswara, 2009).Pada umumnya pengeringan kerupuk dilakukan dilapangan terbuka jika cuaca dianggap cukup cerah. Pengeringan dengan sistem konvensional ini mempunyai banyak kelemahan-kelemahan antara lain pengeringan sering harus dilakukan berulang kali, bahan mudah bercampur dengan bahan bahan kotor dari sekitarnya, pengeringan memerlukan waktu yang cukup lama, tidak aman dari gangguan orang-orang dan binatang, hasil pengeringan kurang baik karena debu serta polusi udara (Ginting dkk, 2013).Dengan membuat suatu alat pengering surya yang memanfaatkan energi alternatif dari sinar matahari maka diharapkan dapat mengatasi kelemahan proses pengeringan konvensional yang selama ini dipakai oleh para pembuat kerupuk di Indonesia, sehingga diperoleh cara yang lebih efisien.

1.2 Perumusan MasalahPermasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah bagaimana merancang suatu alat pengering surya yang memiliki nilai efisiensi yang cukup tinggi dengan kadar kelembaban yang rendah. Selain itu juga pada waktu pengujian alat pengering surya tipe rak yang telah dirancang, berapakah laju dan waktu pengeringan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sampel kerupuk dengan kualitas yang baik.

1.3 Tujuan PenelitianAdapun tujuan dari penelitian ini adalah:1. Mendapatkan suatu alat pengering surya tipe rak yang memiliki nilai efisiensi yang cukup tinggi dangan kelembaban yang rendah.2. Menentukan nilai massa air yang dikeringkan, laju massa air yang dikeringkan per jam, laju pengeringan rata rata, serta nilai efisiensi pengeringan.

1.4 Kontribusi PenelitianPenelitian ini memberikan kontribusi sebagai berikut:1. Memberikan informasi dan pengetahuan baru khususnya dalam pengembangan sumber energi alternatif baru berupa alat pengering surya.2. Memberikan informasi bagi mahasiswa yang ingin melanjutkan penelitian mengenai sumber energi alternatif terbaru.3. Memberikan manfaat dalam hal pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK).

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Energi Radiasi MatahariEnergi radiasi matahari atau energi surya merupakan salah satu sumber energi yang tidak akan pernah habis. Energi surya dipancarkan ke bumi secara radiasi, yaitu perpindahan panas dalam bentuk gelombang elektromagnetik tanpa medium perantara (Burlian dan Aneka, 2011). Radiasi matahari dapat digunakan untuk menghasilkan energi termal untuk air, bisa juga digunakan sebagai sumber pemanas pada siklus pemanas mesin sebagai tenaga gerak. Kegunaan yang lain dari energi matahari adalah menghasilkan listrik melalui penggunaan sel photovolyalic (Gurning, 2010).Energi surya menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap, angin, biogas, batubara, dan minyak bumi. Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, yang ditemukan oleh A.C. Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun sampai tahun 1955 metode ini belum benyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batubara. Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi ada tahun 1958 (Nitipraja, 2008). Pada prinsinya energi surya daat dikonversi menjadi energi bentuk lain sehingga langsung dapat digunakan untuk menunjang kegiatan industri. Teknik pemanfaatannya dapat mengikuti salah satu dari cara berikut:

1. Pemanfaatan energi panas2. Konversi menjadi energi listrik3. Pemanfaatan molekul proses fotosintesis atau proses biologis.

Saat ini, telah banyak peneliti yang mengembangkan berbagai jenis aplikasi teknologi yang mengambil manfaat dari energi surya. Meskipun, pada kenyataannya tidak banyak dari aplikasi teknologi tersebut yang dimanfaatkan untuk jangka waktu panjang di masyarakat atau bahkan hanya sebatas penelitian saja. Beberapa aplikasi teknologi yang memanfaatkan energi surya yang telah berhasil dikembangkan diantaranya pemanasan air, distilasi air, penerangan ruangan, kompor matahari, pengeringan hasil pertanian, sistem fotovaltik, dan lain lain.

2.2 PengeringanPengeringan merupakan proses pengeluaran air dari suatu bahan pertanian menuju kadar air kesetimbangan dengan udara sekeliling atau pada tingkat kadar air tertentu sehingga dapat memperlambat laju kerusakan produk akibat dari serangan jamur, enzim, dan aktivitas serangga. Proses pengeringan merupakan proses pemindahan panas dan uap air secara simultan, yang memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan yang dikeringkan oleh media pengering yang berupa panas udara yang dihasilkan oleh kolektor. Proses pengeringan memerlukan energi panas untuk menguapkan kandungan air yang dipindahkan dari permukaan bahan oleh media pengering yang biasanya adalah udara. Proses tersebut dipengaruhi oleh kecepatan aliran udara, suhu udara pengering dan kelembaban udara pengering (Nitipraja, 2008).Terdapat dua peristiwa yang terjadi selama proses pengeringan, yaitu:a) Proses perpindahan panas ialah proses yang terjadi karena perbedaan temperatur, dimana panas yang dialirkan akan meningkatkan suhu bahan yang lebih rendah dan menyebabkan tekanan uap air di dalam bahan lebih tinggi dari tekanan uap air di udara. b) Proses perpindahan massa ialah proses yang terjadi karena kelembaban relatif udara pengering lebih rendah daripada kelembaban relatif bahan, sehingga panas yang dialirkan di atas permukaan bahan akan meningkatkan uap air bahan sehingga tekanan uap air akan lebih tinggi dari tekanan uap udara ke pengering.

Pada prinsipnya pengeringan biasanya akan melibatkan dua kejadian yaitu panas harus diberikan pada bahan yang akan dikeringkan, dan air harus dikeluarkan dari dalam bahan. Dua fenomena ini menyangkut perpindahan panas ke dalam dan perpindahan massa keluar. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi dalam kecepatan pengeringan adalah luas permukaan, perbedaan suhu sekitar, kecepatan aliran udara, dan tekanan udara.Kadar air pada suatu bahan dapat ditentukan berdasarkan basis basah dan basis kering. Basis basah adalah persen massa air yang terkandung pada komoditi dibandingkan terhadap massa seluruh, yaitu massa bahan kering ditambah massa air yang terkandung. Untuk menghitung kadar air basis basah digunakan rumus perhitungan (Burlian dan Aneka, 2011): .............................. (1)Dimana: Ka = Kadar air basis basah (%) Ba = Massa air dalam bahan (gram) Bk = Massa bahan kering mutlak (gram)Laju massa air yang dikeringkan menggunakan perhitungan : ............................. (2)Dimana: Wa = Laju massa air yang dikeringkan (gram/menit)Mo = Massa air dalam bahan (gram) M1 = Massa bahan produk kering (gram)Laju pengeringan rata-rata dapat dituliskan dengan persamaan : ................................ (3)Dimana: = Laju pengeringan rata-rata (gram/menit)

2.3 Efisiensi PengeringanEfisiensi pengeringan mempunyai arti penting untuk nilai kualitas kerja dari alat pengering tenaga surya yang dirancang. Kualitas kerja dari alat pengering tenaga surya meliputi aspek konversi energi dan perpindahan massa. Aspek konversi energi ditujukan oleh efisiensi kolektor, sedangkan aspek perpindahan massa dinyatakan dengan laju pelepasan massa air dari produk udara yang memanasinya (Thamrin dan Anton, 2011). Efisiensi pengeringan dinyatakan sebagai perbandingan kalor yang digunakan untuk penguapan kandungan air dari bahan yang dikeringkan terhadap energi radiasi matahari yang tiba di pengering. Pada proses pengeringan suatu bahan, kalor yang digunakan untuk pengeringan adalah : .................................. (4)Dimana: mb = Berat bahan sampel awal (kg) mk = Berat bahan sampel setelah pengeringan (kg)hfg= Entalpi penguapan pada temperatur rata-rata sampel (kJ/kg)Adapun untuk energi yang tiba pada alat pengering menggunakan perhitungan : ................................ (5)Dimana: A = Luas pelat kolektor (m2) Ir = Intensitas radiasi surya (Watt/m2) t = Waktu yang dibutuhkan untuk pengeringan (s) Sehingga persamaan efisiensi pengeringan dapat dituliskan sebagai berikut : ................................. (6)Dimana: = Efisiensi pengeringan (%)Qe = Energi kalor penguapan (kJ) Qrs = Energi kalor radiasi (kJ)

2.4 Alat Pengering Tenaga SuryaAlat pengering tenaga surya merupakan suatu alat yang mengubah energi surya menjadi energi termal atau panas, sehingga bisa digunakan untuk mengeringkan bahan pangan tanpa menggunakan bahan bakar fosil. Alat pengering tenaga surya termasuk salah satu cara paling efektif untuk memanfaatkan energi yang dapat diperbaharui. Alat pengering tenaga surya dapat mengurangi ketergantungan terhadap listrik dan bahan bakar minyak, sehingga mengurangi pencemaran lingkungan. Alat pengering tenaga surya terdiri dari 4 bagian utama yaitu kolektor, ruang plenum atau pengumpul panas, ruang pengering, dan ventilasi.Berdasarkan cara pemanfaatan energi surya, maka dikenal 2 macam alat pengering energi surya (Burlian dan Aneka, 2011): 1. Tipe radiasi langsung, dimana pengering jenis ini bekerja dengan cara meneruskan radiasi langsung menuju bahan.2. Tipe radiasi tidak langsung dimana panas didapat dari dinding penyekat. Untuk mempertahankan panas digunakan sekat transparan (kaca yang di buat lubang).

Berdasarkan prinsip kerja alat pengering energi surya terdiri atas dua jenis pengering, yaitu: 1. Pengering sistem pasif, merupakan Pengeringan system pasif memanfaatkan radiasi surya dan kecepatan angin tanpa sumber energi lain selain energi surya.2. Pengering sistem hybrid, merupakan memanfatkan tenaga surya dengan tambahan sumber energi lain seperti listrik, bahan bakar, dan lain-lain.

2.5 Kolektor SuryaKolektor surya merupakan salah satu alat penyerap panas matahari yang berfungsi untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Kolektor surya dapat didefinisikan sebagai sistem perpindahan panas yang menghasilkan energi panas dengan memanfaatkan radiasi sinar matahari sebagai sumber energi utama (Arikundo, 2014). Ketika cahaya matahari menimpa absorber pada kolektor surya, sebagian cahaya akan dipantulkan kembali ke lingkungan, sedangkan sebagian besarnya akan diserap dan dikonversi menjadi energi panas, lalu panas tersebut dipindahkan kepada fluida yang bersirkulasi di dalam kolektor surya untuk kemudian dimanfaatkan guna berbagai aplikasi. Komponen komponen utama yang umumnya dimiliki oleh kolektor surya adalah (Gurning, 2010): 1. Cover berfungsi untuk mengurangi rugi panas secara konveksi menuju lingkungan2. Absorber berfungsi untuk menyerap panas dari radiasi cahaya matahari3. Kanal berfungsi sebagai saluran transmisi fluida kerja4. Isolator berfungsi meminimalisasi kehilangan panas secara konduksi dari absorber menuju lingkungan5. Frame berfungsi sebagai struktur pembentuk dan penahan beban kolektor

Berikut adalah tipe tipe kolektor surya yang telah dikembangkan (Nitipraja, 2008):1. Kolektor Surya Pelat DatarSistem ini berupa kontak terinsulasi dan tahan air, terdiri dari pelat absorber berwarna hitam pekat yang terletak di bawah penutup transparan (bisa 1 atau 2 lapis penutup transparan). Air atau fluida pengkonduksi dialirkan di dalam pipa yang berada di bawah pelat absorber, untuk dipanaskan dan hasilnya bisa dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.2. KonsentratorBiasanya berupa logam parabola (cermin parabola) untuk mengkonsentrasikan radiasi surya ke dalam absorber (receiver) yang berada di pusatnya. Kekuatan panas terletak pada posisi absorber harus selalu berada di fokus parabola.3. Kolektor Surya Tabung HampaUntuk pemanas air terdiri dari jajaran tabung kaca (seperti tabung lampu neon). Terdapat 3 tipe, yaitu:a. Tipe 1 (Glass-Glass) tubes. Terdiri dari dua tabung kaca yang disatukan pada bagian ujung ujungnya. Di dalam tabung dilapisi dengan lapisan tertentu berwarna hitam yang berfungsi sebagai absorber sekaligus dapat menahan kehilangan energi radiasi. Tabung dibuat vakum untuk mengurangi kehilangan panas akibat konduksi dan konveksi. Tidak seefisien tipe 2, tetapi sangat kuat terhadap kebocoran.b. Tipe 2 (Glass-Metal) tubes. Terdiri dari tabung tunggal. Di dalam tabung terdapat aluminium berbentuk pelat atau lengkung yang berhubungan dengan pipa berisi air untuk dipanaskan. Pelat aluminium biasanya dilapis dengan lapisan tertentu. Tipe ini sangat efisien tetapi rawan dengan kebocoran, akibat sambungan antarakaca dan logam, karena tingkat pemuaian kaca dan logam tidak sama, sehingga setelah beberapa lama terkena panas dan dingin akan terjadi penyusutan dan pengembangan material yang menyebabkan kebocoran.c. Tipe 3 (Glass-Glass-Water Flow Path) tubes. Air berada di dalam tabung. Permasalahan muncul jika tabung pecah, maka air panas tumpah kemana mana.

2.6 Pengering Surya Tipe RakMesin pengering tipe rak (Tray Dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya terdapat rak rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan, bahan diletakkan diatas rak rak yang diletakkan dalam ruang tertutup dan hanya disediakan lubang lubang untuk saluran udara masuk, saluran ke luar uap air yang dihembuskan oleh blower. Suhu pada proses pengeringan buah dan sayuran yang aman adalah 35 - 63oC. Suhu idealnya adalah 48oC. Pada suhu ini pengeringan berlangsung cukup cepat tetapi sedikit merusak enzim. Enzim yang penting akan rusak bila suhu melebihi 60oC. Mesin pengering tipe rak dengan suatu ruang pengering, dengan sistem pemanasan tidak langsung (direct drying) dapat digunakan untuk mengeringkan beberapa produk hasil pertanian. Kelebihan pengering ini adalah suhu pengeringan yang lebih seragam, karena bentuk dan ukuran antara ruang pengering dan heat exchanger sama. Sehingga distribusi suhu ada tiga bagian (atas, tengah dan bawah) sama. Rak pada mesin pengering tipe rak ini terbuat dari stainless steel untuk mengamankan produk dari kontaminasi akibat korosi (Erlina dan Imam, 2009).

(Sumber Yani dkk., 2009)Gambar 1. Pengering Surya Tipe Rak

Alat pengering ini dibuat dua bagian yaitu kolektor surya dan ruang pengering. Kolektor surya ini berfungsi sebagai penguat termal sehingga udara yang berada di dalam kolektor ini menjadi lebih panas sehingga udara luar masuk kedalam kolektor dan diteruskan ke ruang pengering. Bahan yang ada di dalam ruang pengering akan mengalami pemanasan sehingga bahan tersebut menguapkan air yang dikandung sampel dan dibawa keluar melalui cerobong.Untuk mempercepat proses pengeringan maka di bagian atas ruang pengering dipasang ventilator, karena ventilator ini berfungsi untuk menarik udara basah dari dalam ruang pengering sehingga ruangan menjadi lebih kering. Untuk menambah keefektifan kolektor pemanas, maka alat penyerap dicat hitam, sehingga radiasi surya yang lewat melalui penutup teransparan diserap oleh pelat penyerap panas dan kemudian diradiasikan kembali ke seluruh ruang antara penutup dengan pelat penyerap. Udara panas yang keluar dari kolektor masuk ke dasar ruang pengering kemudian bersirkulasi keatas melalui bahan yang dikeringkan. Udara yang bergerak ke atas ini akan mengeringkan bahan yang berada di dalam setiap rak, sehingga kadar kandungan air dari bahan akan berkurang.

2.7 KerupukKerupuk adalah suatu jenis makanan kering yang terbuat dari bahan-bahan yang mengandung pati cukup tinggi. Pengertian lain menyebutkan bahwa kerupuk merupakan jenis makanan kecil yang mengalami pengembangan volume membentuk produk yang porus dan mempunyai densitas rendah selama proses penggorengan. Demikian juga produk ekstrusi akan mengalami pengembangan pada saat pengolahannya. Pengembangan kerupuk merupakan proses ekspansi tiba-tiba dari uap air dalam struktur adonan sehingga diperoleh produk yang volumenya mengembang dan porus. Pada dasarnya kerupuk mentah diproduksi dengan gelatinisasi pati adonan pada tahap pengukusan, selanjutnya adonan dicetak dan dikeringkan. Pada proses penggorengan akan terjadi penguapan air yang terikat dalam gel pati akibat peningkatan suhu dan dihasilkan tekanan uap yang mendesak gel pati sehingga terjadi pengembangan dan sekaligus terbentuk rongga-rongga udara pada kerupuk yang telah digoreng.Pembuatan kerupuk secara umum terdiri dari tiga tahap penting, yaitu pembuatan adonan, pencetakan adonan dan pengeringan (Koswara, 2009).1) Pembuatan Adonan KerupukPembuatan adonan kerupuk merupakan tahap yang penting dalam pembuatan kerupuk mentah. Pembuatan adonan kerupuk dilakukan dengan mencampurkan bahan utama dan bahan-bahan tambahan yang diaduk secara merata, lalu diuleni dengan tangan sehingga dihasilkan adonan yang liat dan homogen.Dengan cara lain, pembuatan adonan kerupuk dilakukan dengan mencampurkan bagian tepung tapioka, air, garam, gula, telur, bumbu dan daging ikan yang telah dilumatkan dengan alat penggilingan daging, sehingga diperoleh campuran seperti bubur. Campuran tersebut selanjutnya dicampurkan kembali dengan sisa tepung tapioka sehingga terbentuk adonan yang homogen. Pencampuran adonan dihentikan bila adonan tidak lengket di tangan atau pada alat pencampuran. Pembuatan adonan kerupuk di daerah Jawa Timur dapat dilakukan dengan proses panas atau proses dingin. Pada proses panas, bahan tambahan dimasak dahulu kemudian dicampur dengan tepung tapioka dan diaduk sampai adonan merata. Sedangkan dengan proses dingin, semua bahan langsung dicampur dan diaduk sampai adonan merata.2) Pencetakan Adonan KerupukPencetakan adonan kerupuk dimaksudkan untuk memperoleh bentuk dan ukuran yang seragam. Keseragaman ukuran penting untuk memperoleh penampakan dan penetrasi panas yang merata sehingga memudahkan proses penggorengan dan menghasilkan kerupuk goreng dengan warna yang seragam.Pencetakan adonan kerupuk dapat dibuat menjadi bentuk silinder, lembaran dan melingkar. Pencetakan adonan kerupuk berbentuk silinder dilakukan dengan tangan untuk membuat adonan berukuran panjang 25 30 cm dan diameter 4 5 cm. Selanjutnya adonan berbentuk silinder tersebut dikukus sehingga diperoleh tekstur yang kenyal. Kemudian didinginkan selama dua malam, selanjutnya diiris dengan pisau sehingga diperoleh lembaran kerupuk mentah dengan ketebalan yang sama sekitar 1- 2 mm.Adonan kerupuk bentuk lembaran dicetak dengan menggunakan alat penggiling mie. Dengan alat ini ketebalan adonan kerupuk dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan. Pencetakan adonan berbentuk lembaran dilakukan dengan ketebalan 0.7 1.4 mm sehingga diperoleh bentuk lembaran, lalu dipotong dengan pisau menjadi ukuran sesuai keinginan, misalnya 4 x 4 cm2 atau berbentuk bulat. Pencetakan adonan bentuk melingkar, dilakukan dengan alat pencetakan yang disebut gencetan. Di Palembang alat tersebut dinamakan sangku. Daya tampung alat pencetak ini sebesar 5 kg adonan dengan kapasitas kerja 15 kg/jam. Adonan dimasukan kedalam pencetak berbentuk silinder yang bagian bawanya tertutup lempengan dengan 1 2 buah lubang yang bergaris tengah 1 2 mm. Selanjutnya penekanan dilakukan sehingga adonan keluar dari lubang tersebut dan ditampung dalam piring kecil yang digerakkan melingkar.

3) Pengeringan KerupukProses pengeringan kerupuk mentah bertujuan untuk menghasilkan bahan dengan kadar air tertentu. Kadar air yang terkandung dalam kerupuk mentah akan mempengaruhi kualitas dan kapasitas pengembangan kerupuk dalam proses penggorengan selanjutnya. Tingkat kekeringan tertentu diperlukan kerupuk mentah untuk menghasilkan tekanan uap yang maksimum pada proses penggorengan sehingga gel pati kerupuk bisa mengembang. Pengeringan kerupuk bertujuan juga untuk pengawetan, pengurangan ongkos transportasi dan mempertahankan mutu. Proses pengeringan dapat dilakukan dengan penjemuran di bawah sinar matahari atau dengan oven yang biasa dilakukan untuk skala laboratorium. Keuntungan pengeringan dengan oven yaitu suhu dan waktu pemanasan dapat diatur. Akan tetapi daya tampungnya terbatas dan biaya operasionalnya cukup mahal. Pengeringan dengan menggunakan panas matahari selain biayanya murah, juga mempunyai daya tampung yang besar. Tetapi cara ini sangat tergantung pada cuaca dan pengeringan tidak dapat diatur. Waktu pengeringan dengan oven pada suhu 60 70oC akan dicapai sekitar 7 8 jam. Sedangkan jika menggunakan oven pada suhu 55oC memerlukan waktu 15 20 jam. Pengeringan dengan panas matahari memerlukan waktu selama dua hari, bila cuaca cerah dan sekitar 4 5 hari bila cuaca kurang cerah. Dari proses pengeringan ini, dihasilkan kerupuk mentah dengan kadar air sekitar 14 % atau kerupuk mentah yang mudah dipatahkan.

III. METODOLOGI PENELITIAN3.1 Pendekatan Desain FungsionalPada alat pengering surya tipe rak terdapat beberapa bagian dengan masing masing fungsinya, yaitu:

Ventilator

Alas Tabung (Pelat Aluminium)

Dinding Ruang PengeringKaca cerminAtap Rak PengeringIsolatorKolektor suryaRak rak pengeringanCerobongGambar 2. Karangka Alat pengering Rak

1. VentilatorVentilator berfungsi untuk menarik udara basah dari dalam ruang pengering sehingga ruangan menjadi lebih kering. Dimana ventilator diletakkan pada bagian paling atas ruang rak pengeringan, diatas cerobong. Hal ini dilakukan agar udara dari dalam ruang pengeringan yang keluar melalui cerobong ditarik oleh ventilator dan dibuang ke luar.2. CerobongCerobong berfungsi sebagai jalan untuk udara keluar melalui ventilator. Dimana cerobong diletakkan diatas atap ruang pengeringan yang terbuat dari kaca yang telah dilapisi dengan pelat aluminium.

3. Alas TabungAlas Tabung dibuat dari aluminium yang dipasang diantara atap ruang pengeringan dan cerobong berfungsi untuk menyatukan kedua sisi atap dan cerobong. Dimana pelat aluminium akan dilobangi, sehingga udara yang terdapat didalam ruang pengeringan dapat keluar melalui cerobong.4. Atap Rak PengeringAtap rak pengering berfungsi sebagai penutup ruang pengeringan yang sekaligus menghubungkan ruang pengeringan dengan cerobong dan ventilator.5. Dinding Ruang PengeringanDinding ruang pengeringan berfungsi sebagai penutup rak pengering yang terdapat didalam ruang pengeringan. Hal ini dilakukan agar bahan yang dikeringkan tidak terkontaminasi dengan benda luar dan juga agar panas yang salurkan dari kolektor surya memenuhi seluruh bagian ruang pengeringan dan keluar melalui cerobong.6. Rak PengeringRak Pengering berfungsi sebagai tempat sampel berupa kerupuk basah yang akan dikeringkan. Rak pengeringan disusun berlapis sebanyak 3 rak di dalam ruang pengeringan.7. Kaca CerminKaca cermin berfungsi sebagai penyerap radiasi panas dari matahari. Dimana kaca cermin akan dipasang pada bagian atas ruang kolektor surya.8. Kolektor SuryaKolektor surya berfungsi sebagai tempat untuk mengumpulkan energi radiasi matahari yang diserap oleh kaca hingga kemudian energi tersebut diubah menjadi energi kalor dan disalurkan ke fluida.9. IsolatorPenambahan isolator dimaksudkan agar panas yang telah ditampung oleh kolektor tidak merambat keluar, karena isolator bersifat tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan panas.3.2 Pendekatan Desain StrukturalBerikut ini adalah penjelasan struktur alat pengering surya tipe rak yang akan dirancang.3.2.1 Perancangan KerangkaKerangka dibuat dengan menggunakan besi siku yang disusun dengan ukuran tertentu seperti gambar dibawah ini.

Kolektor SuryaRuang PengeringanGambar 3. Karangka Alat pengering Rak

Kerangka alat pengering surya ini terdiri atas dua bagian yaitu ruang pengeringan dan kolektor surya yang masing masing bagian tersebut diperkokoh dengan menggunakan baut dan mur dan dicat berwarna hitam.

3.2.2 Perancangan Dinding Rak dan Kaca Penyerap Panas Pada KolektorSetelah membuat kerangka alat pengering surya, kemudian pada tahap ini dilakukan pembuatan dinding rak pengering yang terbuat dari kaca biasa dan penyerap panas pada bagian kolektor yang terbuat dari kaca cermin. Dimana pada dinding rak pengering, kaca berbentuk persegi panjang yang terdiri dari dua bagian yaitu dinding bagian samping (kanan-kiri) dengan ukuran 100 cm x 50 cm dan dinding bagian depan-belakang dengan ukuran 100 cm x 100 cm. Sedangkan untuk ukuran kaca penyerap panas pada kolektor yaitu 150 cm x 50 cm.

150 cm50 cmGambar 4. Ukuran Kaca Cermin Pada Bagian Kolektor

100 cm100 cm

50 cm100 cm

(a) (b)Gambar 5. (a) Ukuran Dinding Kaca Rak Pengering Bagian Samping (b) Ukuran Dinding Kaca Rak Pengering Bagian Depan

3.2.3 Perancangan Atap Pada Rak PengeringAtap pada bagian rak pengering dibuat dari kaca berbentuk trapesium dengan ukuran seperti gambar dibawah ini:

100 cm50 cm30 cm50 cm20 cm50 cm (a) (b)Gambar 6. (a) Ukuran Atap Bagian Depan-Belakang Pada Rak Pengering (b) Ukuran Kaca Bagian Samping (kanan-kiri) Pada Rak Pengering

3.2.4 Perancangan KolektorPada tahap ini kolektor dibuat dengan menggunakan seng yang bergelombang yang besarnya sama dengan reflaktor yaitu persegi panjang dengan ukuran 150 cm x 50 cm yang di cat dengan warna hitam.

150 cm50 cmGambar 7. Ukuran Seng Bergelombang (Kolektor)

3.2.5 Perancangan IsolatorPada tahap ini isolator dibuat dengan menggunakan triplek dengan ukuran 150 cm x 50 cm yang nantinya akan diletakkan dibagian paling bawah.

150 cm50 cmGambar 8. Ukuran Triplek (Isolator)

3.2.6 Perancangan Rak PengeringPada tahap ini rak pengeringan dibuat dari jaring baja dimana masing masing sisinya berbentuk persegi panjang dengan ukuran 100 cm x 50 cm yang disusun pada kerangka alat pengering sedemikian rupa sehingga menghasilkan 3 rak dengan jarak masing masing rak 25 cm.

100 cm50 cm

Gambar 9. Ukuran Rak Pengering

3.2.7 Perancangan Cerobong dan Alas TabungCerobong pada rak pengering dibuat dari plat aluminium berukuran 30 cm x 60 cm yang digulung dan dilas hingga berbentuk tabung. Sedangkan alas tabung dibuat berukuran lebih besar dari lingkar tabung yaitu 50 cm x 50 cm.

30 cm60 cm 50 cm50 cm (a) (b)Gambar 10. (a) Ukuran Cerobong (b) Ukuran Alas Tabung (Pelat Aluminium)

3.3 Pertimbangan Percobaan3.3.1 Waktu dan TempatPenelitian akan dilaksanakan dalam 3 tahapan yaitu tahap perancangan alat, tahap pengujian alat, dan analisa hasil. Dimana sampel kerupuk untuk pengujian alat diambil dari rumah produksi kerupuk dan kemplang RIZKY milik Hj. Yanti Mala yang beralamatkan di Jl. KHM Asyik RT 29 No. 56 3/4 Ulu, Palembang. Adapun uraian waktu dan tempat penelitian sebagai berikut:1. Perancangan AlatWaktu: Maret - April 2015Tempat : Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya2. Pengujian AlatWaktu: April - Mei 2015Tempat: Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya3. Analisa HasilWaktu: Mei - Juni 2015Tempat : Laboratorium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya

3.3.2 Alat dan Bahana) Alat yang digunakan pada penelitian adalah sebagai berikut:1. Termometer, yang digunakan untuk mengukur temperatur pada saat pengujian alat pengering.2. Timbangan, yang digunakan untuk menimbang kerupuk sebelum dan sesudah dikeringkan.3. Pisau, yang digunakan untuk mengiris potongan kerupuk yang masih basah.4. Nampan, yang digunakan untuk proses pengeringan manual tanpa menggunakan alat pengeringan surya.b) Bahan yang digunakan pada penelitian adalah sebagai berikut:1. Irisan adonan kerupuk ikan gabus sebagai bahan uji alat pengering sebanyak 5 kg.

3.3.3 Perlakuan dan Analisis Statistik SederhanaMetode pengujian yang digunakan adalah metode eksperimental yaitu pengamatan langsung terhadap pengujian yang dilakukan secara seksama dengan melakukan pengukuran-pengukuran. Pengujian dilakukan dibagi menjadi dua jenis, yaitu pengujian dengan menggunakan alat pengering yang telah dirancang dan pengujian langsung tanpa menggunakan alat pengering.Hasil pengujian kemudian dianalisa kadar airnya untuk mengetahui massa kering maksimum dari kerupuk. Untuk mengetahui massa kering maksimum dapat diperoleh dengan menentukan banyaknya kadar air dalam kerupuk yang berhasil dikeluarkan selama proses pengeringan dengan persamaan: .................................................................................. (7)

dengan:a = massa kerupuk sebelum pengeringanb = massa kerupuk setelah pengeringanAdapun untuk mengetahui keefektifan alat pengering yang dalam hal ini adalah mengetahui waktu minimum pada kadar kering yang maksimum, digunakan analisis grafik. Data yang diperoleh dimasukkan ke dalam tabel, kemudian hubungan keseluruhan data ditampilkan dalam bentuk grafik. Untuk memperoleh temperatur-temperatur yang diinginkan guna mengetahui keefektifan alat dalam hal kecukupan panas, dilakukan pengukuran temperatur pada lingkungan, pada pelat kolektor, dan pada ruangan pengering (rak pengering). Temperatur lingkungan diukur menggunakan termometer air raksa dengan range pengukuran 0 oC 50 oC, sedangkan untuk temperatur kolektor dan rak digunakan termokopel dengan range pengukuran -20 oC 137 oC.

3.4 PengujianPengujian dilakukan dengan dua metode, yaitu pengujian dengan menggunakan alat pengering dan pengujian tanpa alat pengering. Variabel pengujian yang digunakan dalam pengujian ini adalah massa kerupuk basah sebagai variabel tetap dan waktu pengeringan sebagai variabel berubah.

3.4.1 Pengujian menggunakan alat pengeringBerikut ini merupakan tabel pengamatan untuk pengujian dengan menggunakan alat pengering. Pengeringan ini dilakukan dalam 3 periode pengujian dengan selang waktu 7 hari, dimana pada setiap periode pengujian alat pengering kerupuk dilakukan selama 7 jam.Tabel 1. Tabel pengamatan proses pengeringan kerupuk setiap jam menggunakan alat pengering surya.Waktu pengeringanM1*)(gram)M2*)(gram)Ka*)(%)Keterangan

10:00500

11:00500

12:00500

13:00500

14:00500

15:00500

16:00500

17:00500

*) M1 merupakan massa basah kerupuk, M2 merupakan massa kering kerupuk, dan Ka merupakan kadar air kerupuk setelah pengeringan.

3.4.2 Pengujian Tanpa Alat PengeringTabel di bawah ini merupakan tabel pengamatan untuk proses pengujian tanpa alat pengering. Kerupuk yang dikeringkan dijemur langsung di bawah sinar matahari. Pengujian yang dilakukan tanpa alat pengering dilakukan sama seperti pada saat menggunakan alat pengerin surya, dimana pengeringan dilakukan dalam 3 periode pengujian dengan selang waktu 7 hari, dan pada setiap periode pengujian alat pengering kerupuk dilakukan selama 7 jam. Berikut ini merupakan tabel pengamatan untuk pengujian tanpa menggunakan alat pengering surya.Tabel 2. Tabel pengamatan proses pengeringan kerupuk setiap jam tanpa menggunakan alat pengering surya.Waktu pengeringanM1*)(gram)Hari ke 1Hari ke 2Ka*)(%)Keterangan

M2*)(gram)M3*)(gram)

10:00500

11:00500

12:00500

13:00500

14:00500

15:00500

16:00500

17:00500

*) M1 merupakan massa basah kerupuk, M2 dan M3 merupakan massa kering kerupuk, dan Ka merupakan kadar air kerupuk setelah pengeringan.

3.4.3 Temperatur PengeringanTemperatur pengeringan terdiri dari temperatur lingkungan, temperatur kolektor dan temperatur ruang pengering selama proses pengeringan berlangsung. Berikut ini merupakan tabel pengamatan dari temperatur pengeringan.

Tabel 3. Tabel pengamatan temperatur selama proses pengeringan berlangsung.Waktu PengeringanPengujian IMinggu ke-1Pengujian IIMinggu ke-2Pengujian IIIMinggu ke-3

TL(oC)TK(oC)TR(oC)TL(oC)TK(oC)TR(oC)TL(oC)TK(oC)TR(oC)

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

*) TL adalah temperatur lingkungan, TK adalah temperatur kolektor, TR adalah temperatur ruangan pengering

3.5 Prosedur Percobaan1. Menempatkan alat pengering dengan bagian kolektornya menghadap matahari.2. Menyiapkan sampel berupa kerupuk ikan gabus yang masih basah, termometer air raksa dan timbangan untuk pengujian.3. Sebelum melakukan pengujian pengeringan, terlebih dahulu diukur massa bahan basah kerupuk yang akan dikeringkan. 4. Kemudian melakukan pengujian, dimana bahan yang berupa kerupuk basah diletakkan di dalam rak ruang pengering. 5. Mengukur massa bahan dan mencatat perubahan suhu yang terjadi tiap jamnya, masing masing pada lingkungan, ruang kolektor dan ruang pengering setiap satu jam sekali. Pengujian dilakukan sampai tercapai kadar air yang diinginkan yaitu 14%.6. Untuk pengujian yang menggunakan cara pengeringan langsung tanpa menggunakan alat pengering surya, dilakukan dengan cara menghamparkan kerupuk di bawah sinar matahari secara langsung.

3.5.1 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian

MulaiStudi LiteraturPerencanaan dan Perancangan AlatPengujian AlatPenyusunan laporanSelesaiyatidakData eksperimen sesuai dengan teori?Analisa data, pembahasan dan kesimpulanGambar 11. Diagram Alir Penelitian

3.5.2 Diagram Alir Perancangan Alat

MulaiPerancangan desain fungsionalPerancangan desain strukturalPersiapan bahan bakuProses pengerjaan perancangan komponenPenggabungan komponen-komponen SelesaiDesain keseluruhan alatKomponen-komponen alatFungsi masing-masing komponenPendimensian tiap komponenPenggambaran tampak depan, samping dan belakang alatGambar 12. Diagram Alir Perancangan Alat Pengering Surya.

3.5.3 Diagram Alir Proses Pengeringan

Memasukkan rak pengering ke dalam alat pengering dan memulai proses pengeringanMelakukan pengamatan terhadap kerupuk yang dikeringkan pada tiap jam dengan menimbang massa kerupuk tersebut Pengukuran temperatur lingkungan, pelat kolektor dan ruangan pengering pada tiap jamPemotongan kerupuk basah menjadi lebih tipis dengan ketebalan 1 cmPenimbangan kerupuk basah sebanyak 500 gramPenyusunan kerupuk yang telah ditimbang di rak pengeringAlat pengering diletakkan menghadap matahariKerupuk keringKerupuk basahGambar 13. Diagram Alir Proses Pengeringan Sampel Kerupuk Ikan Gabus Dengan Menggunakan Alat Pengering Surya.

Kerupuk keringMeletakkan kerupuk yang telah disusun di bawah sinar matahariMelakukan pengamatan terhadap kerupuk yang dikeringkan pada tiap jam dengan menimbang massa kerupuk tersebut Kerupuk basahPemotongan kerupuk basah menjadi lebih tipis dengan ketebalan 1 cmPenimbangan kerupuk basah sebanyak 500 gramPenyusunan kerupuk yang telah ditimbang di tampa kayu

Gambar 14. Diagram Alir Proses Pengeringan Kerupuk Ikan Gabus Tanpa Menggunakan Alat Pengering Surya.23

IV.JADWAL PELAKSANAAN

NoRincian KegiatanPelaksanaan Bulan

JanFebMarAprMeiJuniJuli

1.Persiapan pelaksanaan tugas akhir

2.Studi literatur dan persiapan proposal tugas akhir

3.Pelaksanaan tugas akhir (Perencanaan dan perancangan alat, pengujian alat dan analisa sampel)

4.Pembuatan laporan dan artikel

5.Seminar tugas akhir

DAFTAR PUSTAKA

Arikundo, F.R. 2013. Rancang Bangun Prototype Kolektor Surya Tipe Plat Datar Untuk Penghasil Panas Pada Pengering Produk Pertanian dan Perkebunan. Skripsi pada program Strata 1 Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan.

Burlian, F. dan A. Firdaus. 2011. Kaji Eksperimental Alat Pengering Kerupuk Tenaga Surya Tipe Box Menggunakan Kosentrator Cermin Datar. Prosiding Seminar Nasional AVoER ke-3. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Sriwijaya. Palembang, 26-27 Oktober 2011. hal. 95-109.

Erlina, Diah Mufti dan Imam Tazi. 2009. Uji Model Alat Pengering Tipe Rak Dengan Kolektor Surya. Jurusan Fisika UIN Maulana Malik Ibrahim, Malang.

Ginting, Maksi et al. 2013. Alat Pengering Singkong Tenaga Surya Tipe Kolektor Berpenutup Miring. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013. hal.445-449.

Gurning, Tamba. 2010. Kajian Eksperimental Pengaruh intensitas Cahaya dan laju Aliran Terhadap Efisiensi Termal Dengan Menggunakan Solar Energy Demonstration Type LS-17055-2 Double Spot Light. Universitas Sumatera Utara, Medan.

Koswara, Sutrisno. 2009. Pengolahan Aneka Kerupuk. http://Ebookpangan.com. Diakses pada 2 Desember 2014.

Kristanto, Philip dan James Laeyadi. 2004. Kolektor Surya Prismatik. Jurnal Teknik Mesin 2.1: pp-22.

Nitipraja, Frima Agung. 2008. Rancangan Alat Pengering Dengan Kolektor Surya Pelat Datar Yang Menggunakan Air Sebagai Media Penyimpanan Panas Untuk Pengeringan Gabah. Institut Pertanian Bogor, Bandung.

Thamrin, Ismail dan Anton Kharisandi. 2011. Rancang Bangun Alat Pengering Ubi Kayu Tipe Rak Dengan Memanfaatkan Energi Surya. Prosiding Seminar Nasional AVoER ke-3. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Sriwijaya. Palembang, 26-27 Oktober 2011. hal. 49-54.

Yani, Endri et al. 2009. Analisa Efisiensi Pengeringan Ikan Nila Pada Pengering Surya Aktif Tidak Langsung. Vol.2, No.31, Thn. XVI April 2009. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Andalas.

28