uji performansi alat pengering gabah tipe dmp ...repository.ub.ac.id/3822/1/fadhilah nurindah...

i

UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING GABAH TIPE

DMP-1 BERBASIS EFEK RUMAH KACA DENGAN

PENAMBAHAN BATU ALOR HITAM SEBAGAI

PENYIMPAN PANAS

SKRIPSI

Oleh :

FADHILAH NURINDAH HASANAH

NIM 135100207111009

JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

ii

UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING GABAH TIPE

DMP-1 BERBASIS EFEK RUMAH KACA DENGAN

PENAMBAHAN BATU ALOR HITAM SEBAGAI

PENYIMPAN PANAS

Oleh :

FADHILAH NURINDAH HASANAH

NIM 135100207111009

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknologi Pertanian

JURUSAN KETEKNIKAN PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Surabaya, 21 April

1995. Penulis merupakan anak tunggal dari

ayah yang bernama Sutardi dan Ibu

Indahyani. Penulis menyelesaikan

pendidikan Sekolah Dasar di SDN

Lakarsantri II/473 Surabaya pada tahun 2001

sampai pada tahun 2007, kemudian

melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama

di SMPN 28 Surabaya pada tahun 2007 sampai pada tahun

2010, dan menyelesaikan Sekolah Menengah Atas di SMAN 22

Surabaya pada tahun 2010 sampai tahun 2013. Setelah itu,

penulis melanjutkan pendidikannya ke tingkat perguruan tinggi

di Jurusan Keteknikan Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Brawijaya pada tahun 2013 sampai pada tahun

2017. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di Lembaga

Kemahasiswaan Agritech Sport (AS) Fakultas Teknologi

Pertanian (FTP) sebagai ketua divisi Bulutangkis pada tahun

2015/2016 dan sebagai Manager pada tahun 2016/2017.

Selanjutnya penulis juga aktif di Himpunan Mahasiswa Teknik

Pertanian (HIMATETA) sebagai staf divisi Dana dan Usaha

pada tahun 2015/2016. Selain itu, penulis juga menjadi asisten

mata kuliah Mekanisasi Pertanian dan Energi Listrik Pertanian

pada tahun 2016.

vi

Alhamdulillah….. Terimakasih Allah SWT

Karya pertama ini, saya persembahkan kepada

Ibu dan Bapak yang selalu mendukung dan mendoakan

kesuksesan saya

“Saya selalu percaya usaha yang diimbangi dengan doa

insyaallah berkah”

vii

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Fadhilah Nurindah Hasanah

NIM : 135100207111009

Jurusan : Keteknikan Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Judul TA : Uji Performansi Alat Pengering Gabah Tipe DMP-1

Berbasis Efek Rumah Kaca Dengan Penambahan

Batu Alor Hitam Sebagai Penyimpan Panas

Menyatakan bahwa,

TA dengan judul diatas merupakan karya asli penulis tersebut

diatas. Apabila dikemudian hari terbukti ini tidak benar saya

bersedia dituntut sesuai hukum yang berlaku.

Malang, 6 Juli 2017

Pembuat Pernyataan,

Fadhilah Nurindah Hasanah

NIM. 135100207111009

viii

Fadhilah Nurindah Hasanah. 135100207111009. Uji

Performansi Alat Pengering Gabah Tipe DMP-1 Berbasis

Efek Rumah Kaca Dengan Penambahan Batu Alor Hitam

Sebagai Penyimpan Panas. Skripsi. Dosen Pembimbing Dr.

Ir. Gunomo Djoyowasito, MS. dan Dewi Maya Maharani,

STP, M.Sc

RINGKASAN

Pengeringan gabah di Indonesia umumnya masih

dilakukan secara tradisional dengan dijemur di bawah terik

matahari secara langsung. Namun pengeringan secara

tradisional dirasa kurang efektif karena cuaca yang tidak

menentu. Dengan demikian, pengeringan gabah membutuhkan

waktu yang lama untuk mencapai kadar air 14%. Oleh karena

itu dibutuhkan alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca

dengan penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas.

Tujuan penelitian ini adalah menguji performansi alat pengering

gabah berbasis efek rumah kaca dengan penambahan batu alor

hitam dan membandingkan kinerja alat pengering gabah dengan

proses pengeringan tradisional. Penelitian ini menggunakan

metode deskriptif dengan dua perlakuan, yaitu pengeringan

gabah menggunakan alat pengering dan pengeringan

tradisional. Parameter pengukuran dilakukan dengan

mengamati proses pengeringan gabah pada setiap perlakuan

sebanyak tiga kali pengulangan, dengan pengukuran yang

diamati adalah suhu (°C), kelembaban (%), kecepatan aliran

udara (m/s), lama pengeringan (jam) dan kadar air (%). Hasil uji

performasi pengeringan gabah dengan menggunakan alat

pengering gabah memerlukan waktu pengeringan secara

berturut-turut yaitu 7 jam, 9 jam, dan 7 jam, dengan nilai rata-

rata efisiensi sebesar 16.71%. Ditinjau dari kinerja alat, waku

pengeringan yang dibutuhkan alat pengering gabah mempunyai

ix

nilai rata-rata 1.7 jam lebih cepat dibandingkan dengan

pengeringan gabah tradisional.

Kata Kunci : Efek Rumah Kaca, Gabah, Kolektor Panas,

Pengeringan

x

Fadhilah Nurindah Hasanah. 135100207111009.

Performantion Test of Grain Dryer (Type DMP-1) Based on

Greenhouse Effect With Black Alor’s Stone as Heat Keeper.

Skripsi . Supervisor Dr. Ir. Gunomo Djoyowasito, MS. dan

Dewi Maya Maharani, STP, M.Sc

SUMMARY

Drying grain in Indonesia generally still done traditionally

dried under a blazing sun directly. But drying traditionally

considered less effective because of the uncertain weather.

Thus, grain drying takes a long time to reach a moisture content

of 14%. Therefore it takes grain dryers based greenhouse effect

with the additional of stone black heat storage as alor. The

purpose of this study was to test the performance of grain dryers

based greenhouse effect with the addition of stone alor black

and grain dryers performance compares with traditional drying

process. This research uses descriptive method with two

treatments, namely grain drying using traditional dryers and

drying. Parameter measurement is done by observing the

process of drying grain at each treatment three times of

repetition, with the observed measurement is temperature (°C),

humidity (%), air flow velocity (m/s), long drying (hours) and

moisture content (%). Performance grain drying test result by

using grain dryers require drying time is 7 hours, 9 hours and 7

hours, with an average efficiency of 16.71%. In terms of tool

performance, drying time required of the grain dryers has a

average value 1.7 hours faster than conventional method.

Keywords: Drying, Grain, Heat Collector, The Greenhouse

Effect

xi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkah dan

rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal

skripsi yang berjudul “Uji Performansi Alat Pengering Gabah

Tipe DMP-1 Berbasis Efek Rumah Kaca Dengan Penambahan

Batu Alor Hitam Sebagai Penyimpan Panas”. Pada kesempatan

ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Dr. Ir. Gunomo Djoyowasito, MS dan Dewi Maya

Maharani, STP, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan II,

yang telah memberikan bimbingan, arahan, ilmu, dan

pengetahuan kepada penulis.

2. Dr. Ir. Ary Mustofa Ahmad, MP selaku dosen penguji

atas segala saran dan masukannya.

3. La Choviya Hawa, STP, MP, PhD selaku Ketua Jurusan

Keteknikan Pertanian Universitas Brawijaya Malang.

4. Kedua orang tua dan segenap keluarga yang selalu

memberi doa, dukungan moril dan finansial kepada

penulis.

5. Teman-teman yang telah memberikan semangat penulis

dalam penyelesaian proposal skripsi.

6. Buana Rimba 22 sebagai wadah tempat penulis

berproses dari masa SMA hingga sekarang

7. Agritech Sport sebagai wadah tempat penulis berproses

selama masa perkuliahan.

8. HIMATETA sebagai wadah tempat penulis berproses

selama masa perkuliahan.

xii

Penulis menyadari bahwa penulisan proposal skripsi ini

masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

kesempurnaan proposal skripsi.

Malang, 11 Agustus 2017

Penulis,

Fadhilah Nurindah H

xiii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................... iii

RIWAYAT HIDUP ................................................................... iv

LEMBAR PERSEMBAHAN .................................................... v

RINGKASAN ......................................................................... vii

SUMMARY ............................................................................. ix

KATA PENGANTAR ............................................................... x

DAFTAR ISI ........................................................................... xii

DAFTAR TABEL .................................................................. xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................... xviii

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

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

1.2 Rumusan Masalah .................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................... 3

1.4 Manfaat Penelitian .................................................... 3

1.5 Batasa Masalah ........................................................ 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................ 5

2.1 Gabah ....................................................................... 5

2.2 Teknologi Pengeringan ............................................. 6

2.2.1 Pengertian Pengeringan ........................................ 6

2.2.2 Alat dan Mesin Pengering ...................................... 7

2.2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan .. 8

2.3 Efek Rumah Kaca ..................................................... 9

2.4 Parameter Pengeringan .......................................... 11

2.4.1 Kecepatan Aliran Udara Pengeringan ................. 11

2.4.2 Kadar Air .............................................................. 12

2.4.3 Batu Penyimpan Panas ....................................... 13

2.4.4 Suhu Pada Proses Pengeringan ......................... 15

xiv

2.4.5 Kelembaban Pada Proses Pengeringan .............. 16

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN .................................. 17

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ............................ 17

3.2 Alat dan Bahan ....................................................... 17

3.3 Metode Penelitian ................................................... 17

3.3.1 Pelaksanaan Penelitian ....................................... 18

3.4 Perlakuan Pengeringan .......................................... 20

3.4.1 Alat Pengering Gabah ......................................... 20

3.4.2 Pengeringan Tradisional ...................................... 22

3.5 Parameter Pengukuran ........................................... 23

3.6 Efisiensi Pengeringan (%) ...................................... 24

3.6.1 Konsumsi Energi (Qoutput) ................................. 25

3.6.2 Qinput .................................................................. 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................... 29

4.1 Suhu (°C) ................................................................ 29

4.1.1 Suhu Terhadap Intensitas Radiasi Matahari ........ 29

4.1.2 Suhu Terhadap Bagian Alat Pengering ............... 40

4.1.3 Suhu Batu Terhadap Ruang Kolektor .................. 43

4.2 Kelembaban Relatif (%) .......................................... 46

4.3 Kecepatan Aliran Udara (m/s) ................................ 54

4.4 Lama Pengeringan (jam) ........................................ 57

4.5 Kadar Air (%) .......................................................... 60

4.6 Efisiensi Pengeringan (%) ...................................... 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................... 69

DAFTAR PUSTAKA .............................................................. 71

LAMPIRAN ............................................................................ 75

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Udara

Pengulangan 1 ....................................................... 55


Pengulangan 2 ....................................................... 55


Pengulangan 1 ....................................................... 56

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Lama Pengeringan Pengulangan

1 ............................................................................. 58


2 ............................................................................. 58


3 ............................................................................. 59

Tabel 4.7 Efisiensi Pengeringan Gabah Menggunakan Efek

Rumah Kaca .......................................................... 67

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian Gabah ......................................... 5

Gambar 2.2 Efek Rumah Kaca ............................................. 10

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengeringan Gabah ..................... 19

Gambar 3.2 Alat Pengering Gabah ....................................... 20

Gambar 3.3 Pengeringan Gabah Tradisional ........................ 22

Gambar 4.1 Suhu Ruang Kolektor dan Intensitas Radiasi

Matahari Pengulangan 1 ................................... 30





Gambar 4.4 Suhu Ruang Pengering dan Intensitas Radiasi






Gambar 4.7 Suhu Saluran Udara dan Intensitas Radiasi






Gambar 4.10 Suhu Lingkungan dan Intensitas Radiasi Matahari

Pengulangan 1 ............................................... 36


Pengulangan 2 ............................................... 36


Pengulangan 3 ............................................... 37

xvii

Gambar 4.13 Suhu Batu Alor Hitam dan Intensitas Radiasi

Matahari Pengulangan 1 ................................ 38





Gambar 4.16 Suhu Bagian Semua Alat Pengering dan

Lingkungan Pengulangan 1 ............................ 41





Gambar 4.19 Suhu Batu dan Ruang Kolektor Pengulangan

1 ..................................................................... 44


2 ..................................................................... 44


3 ..................................................................... 45

Gambar 4.22 Suhu dan Kelembaban Relatif Kolektor

Pengulangan 1 ............................................... 46


Pengulangan 2 ............................................... 47


Pengulangan 3 ............................................... 47

Gambar 4.25 Suhu dan Kelembaban Relatif Ruang Pengering

Pengulangan 1 ............................................... 48


Pengulangan 2 ............................................... 49


Pengulangan 3 ............................................... 49

Gambar 4.28 Suhu dan Kelembaban Relatif Saluran Udara

Pengulangan 1 ............................................... 50

xviii


Pengulangan 2 ............................................... 51


Pengulangan 3 ............................................... 51

Gambar 4.31 Suhu dan Kelembaban Relatif Lingkungan

Pengulangan 1 ............................................... 52


Pengulangan 2 ............................................... 53


Pengulangan 3 ............................................... 53

Gambar 4.34 Suhu Ruang Pengering dan Kadar Air Gabah Alat

Pengulangan 1 ............................................... 61


Pengulangan 2 ............................................... 61


Pengulangan 3 ............................................... 62

Gambar 4.37 Suhu Lingkungan dan Kadar Air Gabah

Tradisional Pengulangan 1 ............................. 63





Gambar 4.40 Kadar Air Gabah Alat dan Tradisional

Pengulangan 1 ............................................... 65


Pengulangan 2 ............................................... 65


Pengulangan 3 ............................................... 66

xix

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan Rata-rata Intensitas Radiasi Matahari

......................................................................... 76

Lampiran 2. Perhitungan Efisiensi Pengeringan Gabah

Menggunakan Alat .......................................... 77

Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian Pengeringan Gabah ... 88

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beras merupakan makanan pokok yang lebih banyak

dikonsumsi dibandingkan makanan pokok lainnya. Bahkan

untuk memenuhi kebutuhan beras, Indonesia masih mengimpor

dari luar negeri. Berdasarkan data Badan Pusat Logistik (BPS)

(2014), Indonesia mengimpor beras sebanyak 500.000 ton

pada bulan Agustus 2014. Ketidakcukupan kebutuhan akan

beras di Indonesia disebabkan oleh banyaknya kegagalan yang

dihadapi petani mulai dari pra panen, pemeliharaan, hingga

pasca panen padi. Kegagalan pra panen yang biasa dihadapi

adalah pengairan yang kurang memadai untuk lahan pertanian

dan dapat menyebabkan kekeringan. Kegagalan ketika

pemeliharaan yaitu adanya serangan hama dari serangga

ataupun burung yang biasanya memakan gabah padi.

Sedangkan kegagalan pasca panen yang terjadi yaitu

pengeringan gabah yang kurang sempurna.

Pengeringan gabah di Indonesia umumnya masih

dilakukan secara tradisional dengan dijemur di bawah terik

matahari (memanfaatkan energi matahari secara langsung).

Namun perubahan iklim karena pemanasan global

menyebabkan pengeringan secara tradisional menggunakan

energi matahari kurang efektif dikarenakan cuaca yang tidak

menentu. Dengan demikian, gabah tidak akan kering dengan

optimum dan menimbulkan kerusakan seperti busuk, berjamur

dan tumbuh kecambah. Berdasarkan (Keputusan Bersama

Kepala Badan Bimas Ketahanan Pangan No.

04/SKB/BBKP/II/2002), dalam kondisi demikian, usaha untuk

pengeringan gabah mencapai standart Nasional Indonesia (SNI)

dengan kadar air 14% memerlukan waktu yang lama. Oleh

2

karena itu dibutuhkan alat pengering mekanis yang bisa

membantu proses pengeringan.

Selain untuk mempercepat pengeringan, alat pengering

mekanis juga bertujuan untuk memudahkan pekerjaan petani.

Alat pengering gabah yang sudah ada yaitu memanfaatkan

berbagai macam energi yang ada, salah satunya menggunakan

efek rumah kaca atau bisa disebut juga green house. Dalam

rumah kaca (green house) yang digunakan budidaya terutama

di negara yang mengalami musim salju atau percobaan

tanaman dalam bidang biologi dan pertanian, energi matahari

(panas) yang masuk melalui atap kaca sebagian dipantulkan

keluar atmosfer dan sebagian lainnya terperangkap di dalam

green house sehingga menaikkan suhu didalamnya (Utina,

2009). Pengeringan menggunakan efek rumah kaca dianggap

tepat, dikarenakan matahari merupakan sumber energi terbesar

di bumi ini yang tidak akan habis dan tidak akan berdampak

negatif secara langsung pada lingkungan sekitar.

Melihat pentingnya efektivitas pengeringan, maka perlu

diciptakan inovasi untuk mengembangkan teknologi

pengeringan gabah menggunakan efek rumah kaca dengan

penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas.

Pengering mekanis terdiri dari tiga komponen utama yaitu ruang

kolektor yang dilengkapi dengan batu alor hitam, ruang

pengering dan saluran udara yang dilengkapi dengan kipas DC.

Pengeringan mekanis tersebut diharapkan dapat membantu

dalam pengeringan gabah terutama pada kondisi cuaca yang

tidak menentu.

3

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana performansi alat pengering gabah berbasis efek

rumah kaca dengan penambahan batu alor hitam sebagai

penyimpan panas pada ruang kolektor.

2. Bagaimana hasil perbandingan kinerja alat pengering

gabah berbasis efek rumah kaca yang dilengkapi

penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas

dengan proses pengeringan tradisional.

1.3 Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah yang ada, maka tujuan

dari penelitian ini adalah:

1. Menguji performansi alat pengering gabah berbasis efek


penyimpan panas pada ruang kolektor.

2. Membandingkan kinerja alat pengering gabah berbasis efek

rumah kaca yang dilengkapi penambahan batu alor hitam

sebagai penyimpan panas dengan proses pengeringan

tradisional.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:

1. Memberikan pengetahuan kepada masyarakat secara

umum dan kepada para petani khususnya, mengenai

pengeringan gabah berbasis efek rumah kaca yang

dilengkapi dengan batu alor hitam sebagai penyimpan

panas.

2. Memberikan solusi kepada petani dalam mengatasi

masalah pengeringan gabah akibat cuaca yang tidak

menentu.

4

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah

tidak membahas aspek sosial dan ekonomi

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gabah

Gabah merupakan butir padi yang telah rontok dari

malainya. Sebutir gabah terdiri dari satu bagian yang tidak

dimakan (disebut sekam/ pelindung luar) dan satu bagian yang

dapat dimakan (disebut karyopsis/ butiran beras tanpa sekam).

Bagian butir beras terdiri dari lapisan perikarp, testa/tegmen,

lapisan aleuron/ kulit ari, endosperma dan lembaga/ embrio

yang dapat dilihat pada Gambar 2.1. Bila gabah dihilangkan

bagian sekamnya melalui proses penggilingan (pengupasan

kulit), akan diperoleh beras pecah kulit yang sering disebut

sebagai brown rice. Beras pecah kulit ini yang dikategorikan

sebagai whole rice (Astawan dan Leomitro, 2009). Bobot gabah

beragam dari 12 – 44 mg pada kadar air 0%, sedangkan bobot

sekam rata-rata adalah 20% bobot gabah (Karim dan

Suhartatik, 2009).

Gambar 2.1 Bagian-bagian Gabah

6

2.2 Teknologi Pengeringan

2.2.1 Pengertian Pengeringan

Pengeringan (drying) merupakan proses perpindahan

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

biasanya berupa panas. Pengeringan juga dapat diartikan

memindahkan atau mengambil kandungan zat cair dari benda

padatanya, zat cair yang biasa kita pindahkan dari zat padat

adalah air (Taib et.al., 1988).

Ada beberapa masalah yang sering ditemui dalam

proses pengeringan. Pertama berkaitan dengan mutu hasil

pengeringan. Kedua kapasitas dari proses pengering itu sendiri,

yang menjadi kebutuhan pada saat ini, sehingga perlu dipikirkan

bagaimana membuat mesin pengering yang memiliki kapasitas

besar. Masalah selanjutnya adalah yang berkaitan dengan

kondisi dan sifat dari bahan yang dikeringkan cukup bervariasi

sehingga menuntut adanya modifikasi dari proses pengeringan

tradisional (dengan cara menjemur atau sekedar memanaskan)

menjadi proses-proses pengeringan dengan karakter dan

kemampuan yang lebih spesifik dan dengan kebutuhan masing-

masing produk (Taib, et.al., 1988).

Pengeringan harus segera mungkin dimulai sejak saat

panen. Apabila pengeringan tidak dapat dilangsungkan, maka

usahakan gabah yang tidak ditumpuk tetapi ditebarkan untuk

menghindari terjadinya proses fermentasi. Pengeringan akan

semakin cepat apabila ada pemanasan, perluasan permukaan

gabah dan aliran udara. Adapun tujuan pengeringan gabah

adalah untuk menurunkan kadar air 23-27% menjadi 14%, agar

dapat disimpan lebih lama serta menghasilkan beras yang

berkualitas baik. Proses pengeringan gabah sebaiknya

dilakukan secara merata, perlahan-lahan dan suhu yang tidak

terlalu tinggi (Strumillo and Kudra,1986).

7

2.2.2 Alat dan Mesin Pengeringan

Terdapat berbagai jenis alat pengering buatan antara

lain (Kartasapoetra, 1994):

1. Berbentuk kabinet (rak), dilengkapi dengan rak-rak (3

atau 4 buah) sebagai wadah atau tempat hasil pertanian

yang akan dikeringkan, rak-rak ditempatkan secara

tersusun dalam alat dengan penyebaran udara panas ke

dalamnya selama waktu yang telah ditentukan,

pengeringan akan berlangsung dengan baik mendekati

pengeringan sempurna dengan sinar matahari.

2. Berbentuk kabinet dengan ruangan lebih luas dan lebih

besar, pada alat ini udara panas dialirkan ke dalam

ruangannya melalui pipa-pipa di bagian bawah dan

bagian atas atau lebih jelasnya pipa-pipa di bagian lantai

dan pipa-pipa di bagian atap alat pengering ini.

3. Berbentuk terowongan (tunnel dryer), pada dasarnya alat

pengering ini relatif sama dengan kedua bentuk alat

pengering di atas hanya karena khusus digunakan untuk

menangani sejumlah besar hasil pertanian maka ruang

pengeringannya dibuat lebih luas.

4. Berbentuk rotari (rotary dryer), merupakan alat pengering

yang dapat berputar, yang khusus diperuntukkan

pengeringan hasil pertanian berbentuk biji-bijian, seperti

padi, jagung pipilan, kedelai, sorgum, dan lain-lain.

5. Berbentuk silindris (drum dryer), alat pengering ini

digunakan khusus bagi pengeringan bahan cairan yang

berasal dari hasil pertanian, seperti sari buah (air buah-

buahan), saridele (susu buatan dari bahan kedelai), dan

lain-lain yang berbentuk tepung.

6. Dilengkapi dengan sistem penyemprotan (spray dryer),

alat pengering ini berfungsi mengeringkan bahan cairan

yang juga berasal dari hasil pertanian, yang ke dalam alat

pengering ini bahan cairan disemprotkan melalui sebuah

8

sprayer ke dalam ruangan yang kondisinya panas,

sehingga kandungan air pada cairan akan menguap dan

tinggallah bagian bubuknya (tepung, powder), yang

selanjutnya meluncur ke luar sebagai bubuk hasil

pengeringan yang memuaskan.

2.2.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pengeringan

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan

pengeringan maksimum adalah sebagai berikut (Estiasih dan

Kgs Ahmadi, 2009):

1. Luas permukaan

Pada pengeringan umumnya, bahan pangan yang akan

dikeringkan mengalami pengecilan ukuran, baik dengan

cara diiris, dipotong, atau digiling. Proses pengecilan

ukuran akan mempercepat proses pengeringan. Hal ini

disebabkan pengecilan ukuran akan memperluas

permukaan bahan, air lebih mudah berdifusi, dan

menyebabkan penurunan jarak yang harus ditempuh oleh

panas.

2. Suhu

Semakin besar perbedaan suhu antara medium pemanas

dengan bahan pangan semakin cepat pindah panas ke

bahan pangan dan semakin cepat pula penguapan air

dari bahan pangan. Apabila udara merupakan medium

pemanas, maka faktor kecepatan pergerakan udara

harus diperhatikan.

3. Kecepatan pergerakan udara

Semakin cepat pergerakan atau sirkulasi udara maka

proses pengeringan akan semakin cepat. Prinsip ini

menyebabkan beberapa proses pengeringan

menggunkaan sirkulasi udara atau udara yang bergerak

seperti pengering kabinet, tunnel dryer, pengering

semprot, dan lain-lain.

9

4. Kelembaban udara (RH)

Semakin kering udara (kelembaban semakin rendah)

maka kecepatan pengeringan semakin tinggi.

Kelembaban udara akan menentukan kadar air akhir

bahan pangan setelah dikeringkan. Proses penyerapan

akan terhenti sampai kesetimbangan kelembaban nisbi

bahan pangan tercapai.

5. Tekanan atmosfer

Pengeringan pada kondisi vakum menyebabkan

pengeringan lebih cepat atau suhu yang digunakan untuk

suhu pengeringan dapat lebih rendah. Suhu rendah dan

kecepatan pengeringan yang tinggi diperlukan untuk

mengeringkan bahan pangan yang peka terhadap panas.

6. Penguapan air

Penguapan atau evaporasi merupakan penghilangan air

dari bahan pangan yang dikeringkan sampai diperoleh

produk kering yang stabil. Penguapan yang terjadi

selama proses pengeringan tidak menghilangkan semua

air yang terdapat dalam bahan pangan.

7. Lama pengeringan

Pengeringan dengan suhu tinggi dalam waktu yang

pendek dapat lebih menekan kerusakan bahan pangan

dibandingkan waktu pengeringan yang lebih lama dan

suhu lebih pendek.

2.3 Efek Rumah Kaca

Matahari merupakan sumber energi utama dari setiap

sumber energi yang terdapat di bumi. Energi matahari sebagian

terbesar dalam bentuk radiasi gelombang pendek, termasuk

cahaya tampak. Energi ini mengenai permukaan bumi dan

berubah dari cahaya menjadi panas. Efek rumah kaca ini sangat

dibutuhkan oleh segala makhluk hidup yang ada dibumi, karena

tanpa efek rumah kaca planet bumi akan menjadi sangat dingin

10

lebih kurang 18oC, sehingga seluruh permukaan bumi akan

tertutup lapisan es. Dengan temperature rata-rata sebesar 15

oC, bumi sebenarnya telah lebih panas 33 oC dengan efek

rumah kaca (Utina, 2009).

Dalam rumah kaca (green house) yang digunakan dalam

budidaya terutama di negara yang mengalami musim salju, atau

percobaan tanaman dalam bidang biologi dan pertanian, energi

matahari (panas) yang masuk melalui atap kaca sebagian

dipantulkan keluar atmosfer sebagian lainnya terperangkap di

dalam green house sehingga menaikkan suhu di dalamnya

(Utina, 2009).

Dalam skala yang lebih kecil, hal yang sama juga terjadi

di dalam rumah kaca. Radiasi sinar matahari menembus kaca,

lalu masuk ke dalam rumah kaca. Pantulan dari benda dan

permukaan di dalam rumah kaca adalah berupa sinar

inframerah dan tertahan di atap kaca yang mengakibatkan

udara di dalam rumah kaca menjadi hangat walaupun udara di

luar dingin. Efek memanaskan itulah yang disebut efek rumah

kaca atau ”green house effect” yang dapat dilihat pada Gambar

2.2. Gas-gas yang berfungsi bagaikan pada rumah kaca disebut

gas rumah kaca atau ”green house gases” (Gunawar, 2013).

Gambar 2.2 Efek Rumah Kaca

11

2.4. Parameter Pengeringan

2.4.1 Kecepatan Aliran Udara Pengeringan

Menurut Brooker, et.al., (1974), pada proses

pengeringan udara berfungsi sebagai pembawa panas untuk

menguapkan kandungan air pada bahan serta mengeluarkan

uap air tersebut. Aliran udara yang cepat akan membawa uap

air dari permukaan bahan dan mencegah uap air tersebut

menjadi jenuh di permukaan bahan. Semakin besar volume

udara yang mengalir, maka semakin besar pula kemampuannya

dalam membawa dan menampung air di permukaan bahan.

Semakin cepat pergerakan atau sirkulasi udara maka

proses pengeringan akan semakin cepat. Prinsip ini

menyebabkan beberapa proses pengeringan menggunkaan

sirkulasi udara atau udara yang bergerak seperti pengering

kabinet, tunnel dryer, pengering semprot, dan lain-lain (Estiasih

dan Kgs Ahmadi, 2009). Udara merupakan medium yang sangat

penting dalam proses pengeringan, untuk menghantar panas

kepada bahan yang hendak dikeringkan, karena udara satu-

satunya medium yang sangat mudah diperoleh dan tidak

memerlukan biaya operasional. Oleh karena itu untuk

memahami bagaimana proses pengeringan terjadi, maka perlu

ditinjau sifat udara (Sunitra, et.al., 2011).

Kecepatan aliran udara yang tinggi dapat

mempersingkat waktu pengeringan. Kecepatan aliran udara

yang disarankan untuk melakukan proses pengeringan antara

1,5–2,0 m/s. Disamping kecepatan, arah aliran udara juga

memegang peranan penting dalam proses pengeringan. Arah

aliran udara pengering yang sejajar dengan produk lebih efektif

dibandingkan dengan aliran udara yang datang dalam arah

tegak lurus produk (Yani dan Suryadi, 2013).

12

2.4.2 Kadar Air

Kadar air adalah kandungan air yang terdapat dalam

butiran gabah yang dapat dinyatakan dalam persen (Nugraha,

2008). Kadar air akhir dalam bahan umumnya merupakan

tujuan akhir proses pengeringan yang akan berkaitan dengan

lamanya waktu pengeringan. Berbagai penelitian terkait dengan

lamanya waktu yang diperlukan untuk menurunkan kadar air ke

batas aman penyimpanan gabah telah dilakukan. Menurut

Wongpornchai, et.al., (2003), memerlukan waktu 54 jam untuk

menurunkan kadar air gabah dari 28% menjadi 14,12% melalui

penjemuran dan membutuhkan sekitar 8-11 jam untuk

menurunkan kadar air ke titik 13,03% melalui pengeringan

menggunakan udara panas.

Kadar air 14% merupakan kadar air dimana gabah

cukup stabil, artinya tidak mudah terjadi penyerapan air kembali,

sehingga kenaikan kadar air terjadi cukup lambat. Pada kadar

air 14% ini gabah cukup aman disimpan apabila pengaruh

lingkungan tidak merusak, karena panas yang dihasilkan akibat

respirasi butiran maupun jasad renik tidak cukup untuk

menaikkan suhu dan lembab butiran (Listyawati, 2007).

Pada kadar air yang tinggi, gabah relatif lunak, mudah

remuk dan akan diperlukan energi yang lebih banyak untuk

menghasilkan beras pecah kulit, serta tingginya beras patah

saat penyosohan. Gabah dengan kadar air 24 %, akan

mengalami kerusakan dalam 24 jam pada suhu penyimpanan

10 C, sedangkan dengan kadar air 15-18 % mengalami

kerusakan setelah lima hari pada suhu penyimpanan antara 10-

38 C (Prabowo, 2006).

Kadar air suatu bahan menunjukkan banyaknya

kandungan air persatuan bobot bahan yang dapat dinyatakan

dalam persen basis basah (wet basis) atau dalam persen basis

kering (dry basis). Kadar air basis basah mempunyai batas

maksimum teoritis sebesar 100%, sedangkan kadar air basis

13

kering dapat lebih dari 100%. Kadar air basis basah (b.b) adalah

perbandingan antara berat air yang ada dalam bahan dengan

berat total bahan (Rachmawan, 2001). Pengukuran kadar air

dengan menggunakan moisture meter merupakan pengukuran

kadar air dengan basis basah (Warsono, et.al., 2014).

Kadar air basis basah dapat ditentukan dengan

persamaan 1, berikut ini (Rachmawan, 2001):

M ……....………...(1)

Keterangan:

M = Kadar air basis basah (%bb)

Wm = Berat air dalam bahan (g)

Wd = Berat padatan dalam bahan atau berat bahan

kering (g)

Wt = berat total (g)

Kadar air basis kering (b.k) adalah perbandingan antara

berat air yang ada dalam bahan dengan berat padatan yang ada

dalam bahan. Kadar air berat kering dapat ditentukan dengan

persamaan 2, berikut ini (Rachmawan, 2001):

M ………….………(2)

Kadar air basis kering adalah berat bahan setelah

mengalami pengeringan dalam waktu tertentu sehingga

beratnya konstan. Pada proses pengeringan air yang

terkandung dalam bahan tidak dapat seluruhnya diuapkan,

meskipun demikian hasil yang diperoleh disebut juga sebagai

berat bahan kering (Rachmawan, 2001).

2.4.3 Batu Penyimpan Panas

Energi surya dapat disimpan dalam bentuk energi panas,

energi kimia, energi mekanis dan lain-lain. Pemilihan media

penyimpanan dipengaruhi oleh keadaan alamiah proses yang

akan dilakukan (Duffie and William, 2013). Jika proses yang

dilakukan adalah proses termal, maka penyimpanan dalam

14

bentuk panas adalah yang paling efektif. Penyimpanan panas

dapat dilakukan dalam bentuk panas sensible maupun laten

(Tambunan, et.al., 2006).

Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menyimpan

energi matahari dalam suatu wadah tertutup dengan

menggunakan beberapa cara dan metode sehingga dapat

tersimpan dalam waktu yang lama. Salah satunya

menggunakan kolektor dengan bahan-bahan terdiri dari air,

batu-batuan sebagai bahan dasar yang dimasukkan dalam

suatu wadah sehingga dapat meningkatkan temperature

mencapai 106ºC. Pada penelitian berikutnya, menggunakan

media kimia sebagai bahan kolektor seperti sulfat, clorit, nitrat,

glorit, dan hidrat (Bahari, et.al., 2012).

Menurut Raina (1993), nilai konduktivitas batuan sekitar

0.05 W/m°C sampai 3.0 W/m°C. Konduktivitas termal batuan

dapat diketahui dengan menggunakan suatu metode TDB

(Trancient Divided Bar), dengan cara batuan sampel diletakkan

diantara dua blok tembaga berbentuk silinder, dimana kapasitas

termal batuan diketahui dan disimpan pada suhu kamar. Blok

bawah tembaga didinginkan kemudian perubahan suhu kedua

blok tembaga terus diamati saat sistem berada dalam kondisi

tunak. Kondisi tunak terjadi saat suhu masing-masing bahan

tidak mengalami perubahan pada suhu tertentu, sehingga tidak

terjadinya kesetimbangan termal.

Perambatan panas melalui bahan padat biasanya terjadi

oleh konduksi. Koefisien daya hantar panas k adalah konstanta

yang menghubungkan aliran panas (heat flux) Q dengan

gradien suhu ΔT/ Δx dapat ditentukan dengan persamaan 3 dan

persamaan 4, berikut ini (Surur dan Mochammad, 2015):

Q ……….…...…………………….....(3)

k …………….....………………………… (4)

15

Keterangan:

Q = Kecepatan aliran panas (W)

A = luas penampang (m2)

ΔT = selisih temperatur (ºC)

Δx = Tebal (m)

2.4.4 Suhu Pada Proses Pengeringan

Laju penguapan air bahan dalam pengeringan sangat

ditentukan oleh kenaikan suhu. Semakin besar perbedaan

antara suhu media pemanas dengan bahan yang dikeringkan,

semakin besar pula kecepatan pindah panas ke dalam bahan

pangan, sehingga penguapan air dari bahan akan lebih banyak

dan cepat (Taib, et.al., 1988).

Semakin tinggi suhu yang digunakan untuk pengeringan,

makin tinggi energi yang disuplai dan makin cepat laju

pengeringan. Pengeringan yang terlalu cepat dapat merusak

bahan, yakni permukaan bahan terlalu cepat kering, sehingga

tidak sebanding dengan kecepatan pergerakan air bahan ke

permukaan. Hal ini menyebabkan pengerasan permukaan

bahan. Selanjutnya air dalam bahan tidak dapat lagi menguap

karena terhalang. Disamping itu penggunaan suhu yang terlalu

tinggi dapat merusak daya fisiologik biji-bijian/ benih (Taib, et.al.,

1988).

Pengeringan bahan hasil pertanian menggunakan aliran

udara pengering yang baik adalah antara 45 ºC sampai 75 ºC.

Pengeringan pada suhu dibawah 45 ºC mikroba dan jamur yang

merusak produk masih hidup, sehingga daya awet dan mutu

produk rendah. Namun pada suhu udara pengering di atas 75

ºC menyebabkan struktur kimiawi dan fisik produk rusak, karena

perpindahan panas dan massa air yang berdampak perubahan

struktur sel (Setiyo, 2003).

16

2.4.5 Kelembaban Pada Proses Pengeringan

Kelembaban udara mempengaruhi kemampuan udara

untuk memindahkan uap air. Secara umum, kelembaban udara

adalah ukuran kandungan air di udara. Kelembaban udara

dapat dinyatakan dalam dua pengertian yang berbeda yaitu

kelembaban relatif dan kelembaban mutlak. Kelembaban mutlak

adalah massa uap air dalam tiap satuan massa udara kering.

Kelembaban udara relatif adalah perbandingan kelembaban

udara tertentu dengan kelembaban udara jenuh pada kondisi

dan tekanan yang sama. Perbandingan ini dinyatakan dalam

persentase kejenuhan dengan 100 % untuk udara jenuh dan 0

% untuk udara yang benar-benar kering, sedangkan alat ukur

yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara adalah

sling psychrometer. Alat ini terdiri atas dua termometer standar

yang ditancapkan pada suatu kerangka yang dapat diputar.

Termometer pertama ditutup dengan kain basah sedangkan

termometer yang lain dibiarkan terbuka. Sling kemudian diputar,

termometer yang ditutup kain basah menunjukkan suhu wet

bulb sedangkan termometer yang lainnya menunjukkan dry bulb

(Taib, et.al., 1988).

Kelembaban relatif udara pengeringan menunjukkan

kemampuan udara untuk menyerap uap air. Udara panas di

dalam ruang pengering secara perlahan akan memanaskan dan

menguapkan massa air di dalam biji. Uap air tidak langsung

keluar dari ruang pengering melainkan menjenuhkan udara di

sekitar bahan. Semakin rendah kelembaban relatif udara

pengeringan, maka kemampuannya dalam menyerap uap air

akan semakin besar. Hal sebaliknya akan terjadi jika

kelembaban relatif udara pengeringan semakin besar maka

kemampuan dalam menyerap uap air akan semakin kecil

(Widyotomo dan Mulato, 2005).

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Penelitian dilaksanakan di Balai Latihan Kerja Wonojati

Kecamatan Singosari, Malang Jawa Timur. Adapun waktu

pelaksanaan pada bulan Maret s.d. April 2017.

3.2 Alat dan Bahan

Adapun alat–alat yang dibutuhkan untuk penelitian ini

adalah sebagai berikut:

1. Alat pengering gabah tipe lab DDM berbasis efek rumah

kaca

2. Termokopel: untuk mengukur suhu

3. Hygrometer: untuk mengukur kelembaban

4. Moisture meter: untuk mengukur kadar air

5. Anemometer: untuk mengukur kecepatan aliran udara

6. Stopwatch: untuk mengukur waktu pengeringan

7. Timbangan digital: untuk mengukur massa awal dan

akhir gabah

8. Wadah: untuk menampung gabah

9. Spatula: untuk membolak balikkan gabah

10. Terpal: untuk alas pengeringan gabah manual dibawah

terik matahari secara langsung

Adapun bahan yang dibutuhkan untuk penelitian ini

adalah sebagai berikut:

1. Gabah: sebagai sampel penelitian

2. Batu alor hitam: untuk menyimpan panas

3.3 Metode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dengan

melakukan pengukuran terhadap suhu, kelembaban, kecepatan

aliran udara, kadar air, lamanya pengeringan yang dibutuhkan

18

untuk mencapai kadar air akhir gabah 14% serta perhitungan

efisiensi pengeringan. Penelitian ini terdapat 2 perlakuan, yaitu:

1. Pengeringan gabah menggunakan alat pengering

berbasis efek rumah kaca dengan penambahan batu

alor hitam sebagai penyimpan panas.

2. Pengeringan gabah tradisional dibawah terik matahari

secara langsung.

3.3.1 Pelaksanaan Penelitian

Adapun urutan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Menyiapkan alat dan bahan, mulai dari alat pengering

berbasis efek rumah kaca dengan penambahan batu

alor hitam sebagai penyimpan panas pada ruang

kolektor serta pengeringan tradisional dibawah terik

matahari secara langsung. Adapun bahan yang akan

dikeringkan yaitu gabah.

2. Setiap perlakuan menggunakan sampel sebanyak 4 kg

gabah dengan kadar air awal 21-20% dan dikeringkan

hingga kadar air akhir gabah 14%.

3. Setiap perlakuan dilakukan pengukuran suhu,

kelembaban, kecepatan aliran udara, kadar air dan

lamanya waktu pengeringan sebanyak 3 kali

pengulangan. Pengukuran dilakukan setiap 1 jam sekali

disertai pemutaran ruang pengering dan pembalikan

gabah 360 sebanyak 3 kali putaran secara manual

hingga kadar air akhir gabah 14%.

4. Pada perlakuan pengeringan gabah menggunakan alat

pengering berbasis efek rumah kaca dengan


dilakukan perhitungan efisiensi pengeringan sebanyak 3

kali pengulangan. Diagram alir pengeringan gabah dapat

dilihat pada Gambar 3.1.

19

Mulai

4 Kg Gabah (Kadar Air

21-20%)

Pengeringan

Efek Rumah

Kaca (kipas

dinyalakan

apabila suhu

>50oC dan

dimatikan

apabila

<35oC)

Pengeringan

Tradisional

Kadar Air

apakah

sudah 14%?

Tidak Tidak

Ya

Pengukuran

setiap 1 Jam

Sekali :

- Suhu (oC)

- Kelembaba

n (%)

- Kecepatan

Aliran

Udara (m/s)

- Kadar Air

(%)

- Pemutaran

Manual 3

Kali 360o

Pengukuran

setiap 1 Jam

Sekali :

- Suhu (oC)

- Kelembaban

(%)

- Kecepatan

Aliran Udara

(m/s)

- Kadar Air

(%)

- Pemutaran

Manual 3

Kali 360o

A

20

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengeringan Gabah

3.4 Perlakuan Pengeringan

3.4.1 Alat Pengering Gabah

Gambar alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca

menggunakan batu alor hitam penyimpan panas dapat dilihat

pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Alat Pengering Gabah

3

2

Gabah Kering

(Kadar Air 14%)

Selesai

A

2

3

1

21

Keterangan:

1. Ruang kolektor

2. Ruang pengering

3. Saluran udara

Pada gambar diatas terdapat beberapa bagian dari alat

pengering gabah berbasis efek rumah kaca dengan

penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas,

diantaranya yaitu:

1. Ruang kolektor

Ruang kolektor pada alat ini mempunyai 2 bagian yaitu

bagian bawah berbentuk balok dengan panjang 0.75m,

lebar 0.43m dan tinggi 0.25m yang di susun batu alor

hitam sebagai penyimpan panas sebanyak satu lapis

dengan berat 20kg dan bagian atas berbentuk prisma

dengan panjang 0.75m, lebar 0.43m, tinggi 0.125m dan

kemiringannya 30 . Bagian ruang kolektor tersebut

berfungsi untuk mengumpulkan panas dari cahaya

matahari yang terakumulasi didalam ruang kolektor dan

tersimpan dalam batu alor hitam sebagai penyimpan

panas yang sewaktu-waktu panas pada batu akan

dikeluarkan apabila suhu pada ruang kolektor lebih

rendah dari pada batu.

2. Ruang Pengering

Ruang pengering alat ini berbentuk silinder dengan

panjang 0.5m dan diameter 0.25m, berfungsi sebagai

tempat pengeringan gabah dengan kadar air awal 23-27

% hingga kadar air akhir gabah 14%. Pada ruang

pengering tersebut dilakukan pemutaran 360 secara

manual sebanyak 3 kali putaran supaya pengeringan

merata.

3. Saluran Udara

Saluran udara pada alat ini berbentuk silinder dengan

panjang 1.2 m dan diameter 0.14m. Bagian saluran

udara dilengkapi dengan kipas DC berbentuk persegi,

22

dengan setiap sisi berukuran 0.12m, jumlah daun baling-

baling 6 pcs, dan dibutuhkan tenaga sebesar 12 V untuk

menggerakkannya. Kipas DC pada penelitian ini

berfungsi untuk menghisap udara panas yang terdapat

dalam ruang kolektor untuk dialirkan menuju ruang

pengering dan menghisap sisa udara pengeringan serta

uap air bahan pada ruang pengering menuju lingkungan

luar.

3.4.2 Pengeringan Tradisional

Gambar pengeringan gabah tradisional dibawah terik

matahari secara langsung dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Pengeringan Gabah Tradisional

Pada perlakuan pengeringan gabah secara tradisional

dibawah terik matahari secara langsung, alas yang digunakan

untuk pengeringan adalah terpal dengan ketebalan pengeringan

gabah sama dengan ketebalan gabah yang ada pada ruang

pengering. Setiap satu jam sekali dilakukan pembalikan gabah

360 secara manual sebanyak 3 kali menggunakan spatula

supaya pengeringan gabah merata. Pengeringan gabah secara

23

tradisional dilakukan 8 jam dalam sehari mulai dari jam 08.00

sampai 16.00 apabila kondisi cuaca tidak hujan.

3.5 Parameter Pengukuran

Parameter pengukuran ini dilakukan dengan mengamati

proses pengeringan gabah pada setiap perlakuan sebanyak 3

kali pengulangan. Parameter pengukuran yang diamati antara

lain yaitu:

1. Suhu ( )

Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu benda yang

dinyatakan dalam satuan C. Pengukuran suhu yang

dilakukan pada penelitian kali ini meliputi suhu gabah,

bagian alat pengering, dan lingkungan. Pengukuran

suhu dilakukan dengan menggunakan termokopel setiap

satu jam sekali hingga kadar air akhir gabah 14%. Cara

penggunaan alat termokopel adalah diletakkan pada

setiap titik yang ingin diketahui suhunya dan data loger

akan menampilkan display suhu yang terdeteksi.

2. Kelembaban (%)

Kelembaban adalah kandungan uap air di udara yang

dinyatakan dalam satuan (%). Pengukuran kelembaban

yang dilakukan pada penelitian kali ini meliputi

kelembaban bagian alat pengering dan lingkungan.

Pengukuran kelembaban dilakukan dengan

menggunakan hygrometer setiap satu jam sekali hingga

kadar air akhir gabah 14%. Cara penggunaan alat

hygrometer adalah diletakkan pada setiap titik yang ingin

diketahui kelembabannya dan secara otomatis jarum

pada hygrometer akan menunjukkan angka bacanya.

3. Kecepatan Aliran Udara (m/s)

Kecepatan aliran udara adalah kemampuan pembawa

panas untuk menguapkan kandungan air pada bahan

serta mengeluarkan uap air yang dinyatakan dalam

24

satuan (m/s). Pengukuran kecepatan aliran udara yang

dilakukan pada penelitian kali ini meliputi bagian alat

pengering dan lingkungan. Pengukuran kecepatan aliran

udara dilakukan dengan menggunakan anemometer

setiap satu jam sekali hingga kadar air akhir gabah 14%.

Cara penggunaan alat anemometer adalah dengan

meletakkan anemometer di atas keluaran saluran udara

dan angka kecepatan angin akan ditampilkan secara

otomatis.

4. Lama Pengeringan (jam)

Waktu pengeringan adalah waktu yang dibutuhkan untuk

menurunkan kadar aie gabah yang dinyatakan dalam

satuan (jam). Pengukuran lama pengeringan dilakukan

dengan menggunakan stopwatch. Cara penggunaan

stopwatch adalah dengan menentukan waktu awal

pengeringan hingga kadar air akhir gabah mencapai

14%.

5. Kadar Air (%)

Kadar air adalah kandungan air dalam suatu gabah yang

dinyatakan dalam satuan (%) dari basis basah.

Pengukuran kadar air dilakukan dengan menggunakan

moisture meter setiap satu jam sekali hingga kadar air

akhir gabah 14%. Cara penggunaan moisture meter

adalah sampel gabah diletakkan pada moisture meter

dan secara otomatis jarum pada moisture meter akan

menunjukkan angka bacanya.

3.6 Efisiensi Pengeringan (%)

Efisiensi pengeringan adalah hasil perbandingan antara

panas yang dibutuhkan untuk mengeringkan gabah dengan

panas yang dihasilkan dari energi yang masuk pada proses

pengeringan. Energi yang masuk pada proses pengeringan

25

yaitu dari energi matahari. Effisiensi dapat dihitung

menggunakan persamaan 5, berikut ini (Nursanti, 2012):

………...………………………(5)

Keterangan:

Eff = Effisiensi Pengeringan (%)

Qoutput = Energi yang digunakan (kJ)

Qinput = Energi yang masuk (kJ)

3.6.1 Konsumsi Energi (Qoutput)

Konsumsi energi adalah jumlah energi yang terpakai

untuk pemanasan dan penguapan air gabah. Untuk

mengeringkan gabah ada dua faktor yang harus diketahui yaitu

kalor sensibel gabah dan kalor laten gabah. Energi untuk

pemanasa gabah ditentukan dengan persamaan 6 dan

persamaan 7, berikut ini (Henderson and R.L Perry, 1995):

1. Kalor Sensibel

Kalor sensibel adalah kalor yang berguna untuk

menaikkan temperatur gabah basah menjadi temperatur

gabah pada proses pengeringan tanpa terjadi perubahan

fasa.

……..………..…….…………...(6)

Keterangan:

Q1 = Energi untuk pemanasan gabah (kJ)

Cp = Panas jenis gabah (kJ/kg )

= Beda Suhu ( )

m = Massa gabah (kg)

Menurut Muhammad (2011), nilai panas jenis gabah

adalah 1,850 kJ/kg

26

2. Kalor Laten

Kalor laten gabah adalah energi yang digunakan untuk

mengubah air pada gabah menjadi uap.

…………………….…..…………..(7)

Keterangan:

Q2 = Energi untuk penguapan air (kJ)

M = Berat uap air (kg)

Hlb = Panas laten penguapan (kJ/kg).

Nilai panas laten air bergatung suhu ini didekati dengan

persamaan Hlb = (2.501 – (2.361 x 10-3) T).1000 dengan

T adalah suhu dalam (Pada tabel termodinamika).

Misal suhu pengeringan yang didapatkan adalah 30 ,

maka nilai Hlb adalah 2430.17 kJ/kg.

Jadi besarnya energi yang dibutuhkan untuk

memanaskan dan menguapkan air dalam gabah

(Qoutput) dapat ditentukan dengan persamaan berikut:

Qoutput=Q1+Q2……...……………….…..……..(8)

3.6.2 Qinput

Energi input adalah energi yang masuk pada alat


penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas. Pada

penelitian ini energi input yang dapat dihitung yaitu energi

matahari pada ruang kolektor dan energi matahari pada ruang

pengering. Energi yang dipancarkan ke suatu permukaan

ditentukan dengan persamaan 9 dan 10, berikut ini (Yasa,

2015):

1. Energi Matahari Pada Ruang Kolektor

Energi yang dipancarkan ke suatu permukaan ruang

kolektor

27

Qrs = AC x IT…………..………………….………..(9)

Keterangan:

IT = Intensitas radiasi matahari

(W/m2)

Qrs = Panas radiasi yang diterima (W)

AC = Luas permukaan kolektor (m2)

2. Energi Matahari Pada Ruang Pengering

Energi yang dipancarkan ke suatu permukaan ruang

pengering

Qrs = AC x IT…………..…….....…………………(10)

Keterangan:

IT = Intensitas radiasi matahari

(W/m2)

Qrs = Panas radiasi yang diterima (W)

AC = Luas permukaan kolektor (m2)

Menurut Aditya dan Suryanto (2012), nilai intensitas

radiasi matahari pada cuaca cerah adalah 1000 W/m2 di

permukaan bumi.

Jadi besarnya energi matahari yang masuk pada

alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca dengan


(Qinput) dapat ditentukan dengan persamaan 11, berikut

ini:

Qinput = Qrs Ruang Kolektor + Qrs Ruang Pengering ...…(11)

29

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Suhu (°C)

Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu benda yang

dinyatakan dalam satuan °C. Adapun pengaruh suhu yang akan

dibahas dalam penelitian kali ini adalah:

4.1.1 Suhu Terhadap Intensitas Radiasi Matahari

Pada penelitian ini sumber energi utama yang digunakan

untuk pengeringan berasal dari panas matahari yang disimpan

pada batu alor hitam. Kemudian ketika malam hari ataupun

cuaca mendung batu alor hitam yang terdapat pada ruang

kolektor akan melepaskan panas untuk menggantikan panas

yang berkurang. Pengukuran suhu dilakukan pada ruang

kolektor, ruang pengering, saluran udara, batu alor hitam yang

terdapat pada ruang kolektor dan lingkungan.

a. Suhu Ruang Kolektor

Hasil pengukuran suhu ruang kolektor terhadap

intensitas radiasi matahari pada perlakuan pengeringan

gabah menggunakan alat pengering gabah disetiap

pengulangan disajikan sebagai berikut:

30


Matahari Pengulangan 1



31



Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa hasil

pengukuran suhu pada ruang kolektor yang dilakukan

selama tiga kali pengulangan menunjukkan hubungan

antara intensitas radiasi matahari dan suhu adalah

berbanding lurus yaitu peningkatan intensitas radiasi

matahari akan disertai dengan kenaikan suhu (Johan, 2008).

Pada Gambar 4.2 suhu ruang kolektor lama pengeringan

kedua mengalami peningkatan ketika intensitas radiasi

matahari mengalami penurunan dikarenakan suhu batu

yang terdapat pada ruang kolektor melepaskan panas ketika

suhu ruang kolektor lebih rendah dari pada suhu batu. Hal

tersebut juga terjadi pada Gambar 4.3 lama pengeringan ke

empat suhu mengalami penurunan ketika intensitas radiasi

matahari meningkat dikarenakan kipas DC pada alat

pengering dinyalakan untuk mencegah suhu melebihi dari

50 °C.

b. Suhu Ruang Pengering

Hasil pengukuran suhu ruang pengering terhadap


32

gabah menggunakan alat pengering disetiap pengulangan

disajikan sebagai berikut:





33




pengukuran suhu pada ruang pengering yang dilakukan





Pada Gambar 4.5 suhu ruang pengering lama pengeringan


matahari menurun dikarenakan suhu batu yang terdapat

pada ruang kolektor melepaskan panas ketika suhu ruang

kolektor lebih rendah dari pada suhu batu. Hal tersebut juga

terjadi pada Gambar 4.6 lama pengeringan ke empat suhu

mengalami penurunan ketika intensitas radiasi matahari

meningkat dikarenakan kipas DC pada alat pengering

dinyalakan untuk mencegah suhu melebihi dari 50 °C.

c. Suhu Saluran Udara

Hasil pengukuran suhu saluran udara terhadap


34







35




pengukuran suhu pada saluran udara yang dilakukan





Pada Gambar 4.8 suhu saluran udara lama pengeringan


matahari menurun dikarenakan suhu batu yang terdapat

pada ruang kolektor melepaskan panas ketika suhu ruang

kolektor lebih rendah dari pada suhu batu. Hal tersebut juga

terjadi pada Gambar 4.9 lama pengeringan ke empat suhu


meningkat dikarenakan kipas DC pada alat pengering

dinyalakan untuk mencegah suhu melebihi dari 50 °C.

d. Suhu Lingkungan

Hasil pengukuran suhu lingkungan terhadap


36




Pengulangan 1

Gambar 4.11 Suhu Lingkungan dan Intensitas Radiasi


37


Pengulangan 3


pengukuran suhu pada lingkungan yang dilakukan selama

tiga kali pengulangan menunjukkan hubungan antara

intensitas radiasi matahari dan suhu adalah berbanding

lurus yaitu peningkatan intensitas radiasi matahari akan

disertai dengan kenaikan suhu (Johan, 2008). Pada

Gambar 4.11 suhu lingkungan lama pengeringan kedua

mengalami peningkatan ketika intensitas matahari

mengalami penurunan dikarenakan tidak adanya kecepatan

aliran udara lingkungan (nilai kecepatan aliran udara 0 m/s).

Hal tersebut juga terjadi pada Gambar 4.12 lama

pengeringan kedua malah sebaliknya suhu lingkungan


meningkat dikarenakan kecepatan aliran udara lingkungan

tinggi mencapai 1.55 m/s.

e. Suhu Batu Alor Hitam

Hasil pengukuran suhu batu alor hitam terhadap


38







39




pengukuran suhu pada batu alor hitam yang terdapat pada

ruang kolektor dilakukan selama tiga kali pengulangan

menunjukkan hubungan antara intensitas radiasi matahari

dan suhu adalah berbanding lurus yaitu peningkatan

intensitas radiasi matahari akan disertai dengan kenaikan

suhu (Johan, 2008). Pada Gambar 4.13 lama pengeringan

keempat, Gambar 4.14 lama pengeringan kedua dan kelima

serta Gambar 4.15 lama pengeringan keempat suhu batu

mengalami peningkatan ketika intensitas matahari

mengalami penurunan dikarenakan tetap terjadi pemanasan

pada batu oleh intensitas radiasi matahari walaupun dengan

intensitas yang kecil. Hal tersebut juga terjadi pada Gambar

4.13 lama pengeringan kelima suhu batu mengalami

penurunan ketika intensitas radiasi matahari meningkat

dikarenakan kipas DC yang dinyalakan ikut menyerap panas

dari batu.

40

Pada Gambar 4.2, Gambar 4.5, Gambar 4.8, Gambar

4.11 dan Gambar 4.14 lama pengeringan ketujuh, kedelapan

dan kesembilan nilai intensitas radiasi matahari berturut-turut

adalah 3.1126 W/m2, 1.1455 W/m2 dan 1.0902 W/m2. Pada

perlakuan pengeringan gabah menggunakan alat pengering

gabah berbasis efek rumah kaca dengan penambahan batu alor

hitam sebagai penyimpan panas terhadap ketiga pengulangan,

rata-rata intensitas radiasi matahari berturut-turut adalah

371.5963 W/m2, 184.9998 W/m2 dan 430.55 W/m2. Sedangkan

perlakuan pengeringan gabah tradisional dibawah terik matahari

secara langsung terhadap ketiga pengulangan, rata-rata

intensitas radiasi matahari berturut-turut adalah 342.3333333

W/m2, 269.5616455 W/m2 dan 393.2476364 W/m2. Perhitungan

nilai rata-rata intensitas radiasi matahari secara lengkap dapat

dilihat pada Lampiran 1. Menurut Septiadi, et.al., (2009), faktor

yang mempengaruhi ketidak seragaman rata-rata intensitas

radiasi matahari pada penelitian adalah kondisi atmosfir, posisi

(garis lintang) dan waktu (jumlah hari dalam tahun dan lama

penyinaran matahari dalam satu hari).

4.1.2 Suhu Terhadap Bagian Alat Pengering

Alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca dengan

penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas dibagi

menjadi tiga bagian yaitu ruang kolektor, ruang pengering dan

saluran udara. Semua bagian dari alat pengering gabah

tersebut dibuat menyambung antar bagian sehingga suhu dari

ruang kolektor bisa disalurkan menuju ruang pengering dan

selanjutnya sisa suhu pengeringan akan diteruskan pada

saluran udara menuju lingkungan. Hasil pengukuran suhu

terhadap masing-masing perlakuan disetiap pengulangan


41

Gambar 4.16 Suhu Bagian Semua Alat Pengering dan Lingkungan

Pengulangan 1


Pengulangan 2

42


Pengulangan 3

Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa suhu

ketiga pengulangan pada ruang kolektor, ruang pengering,

saluran udara dan lingkungan saling berbanding lurus yaitu

penuran suhu ruang kolektor akan disertai dengan penurunan

suhu ruang pengering, saluran udara dan lingkungan (suhu

ruang kolektor lebih besar dari pada ruang pengering, suhu

ruang pengering lebih besar dari pada saluran udara dan suhu

saluran udara lebih besar dari pada lingkungan). Pernyataan

tersebut mendukung hasil penelitian Larasati (2009), yang

menyatakan bahwa suhu ruang pengering akan meningkat

bersamaan dengan meningkatnya suhu lingkungan. Pada

Gambar 4.18 lama pengeringan kedua suhu lingkungan

mengalami penurunan sedangkan suhu ruang kolektor, ruang

pengering dan saluran udara mengalami peningkatan

dikarenakan kecepatan aliran udara lingkungan tinggi mencapai

1.55 m/s. Selanjutnya pada Gambar 4.18 lama pengeringan

ketiga suhu lingkungan mengalami peningkatan sedangkan

suhu ruang kolektor, ruang pengeringa dan saluran udara

43

mengalami penurunan dikarenakan tidak adanya kecepatan

aliran udara lingkungan (nilai kecepatan aliran udara 0 m/s).

Suhu tertinggi ruang kolektor, ruang pengering dan saluran

udara ketiga pengulangan berturut-turut adalah 51.5 °C, 50.8 °C

dan 44.3 °C terdapat pada Gambar 4.16 lama pengeringan ke

tiga. Suhu pada ruang kolektor, ruang pengering dan saluran

udara masih bisa melebihi dari pengukuran ketiga pengulangan

apabila kipas DC tidak dinyalakan, akan tetapi bisa merusak

gabah yang dikeringkan. Sedangkan suhu tertinggi pada

lingkungan mencapai 35.1 °C terdapat pada Gambar 4.16 lama

pengeringan kedua. Sehingga potensi pengeringan gabah pada

alat berpotensi lebih besar dibandingkan dengan pengeringan

tradisional.

4.1.3 Suhu Batu Terhadap Ruang Kolektor

Alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca dengan


bertujuan untuk menyimpan panas pada batu alor hitam ketika

intensitas radiasi matahari mengalami peningkatan. Kemudian

ketika malam hari ataupun cuaca mendung batu alor hitam yang

terdapat pada ruang kolektor akan mengeluarkan panas untuk

menggantikan panas yang berkurang. Hasil pengukuran suhu

batu terhadap suhu kolektor pada masing-masing perlakuan

disetiap pengulangan disajikan sebagai berikut:

44

Gambar 4.19 Suhu Batu dan Ruang kolektor Pengulangan 1

Gambar 4.20 Suhu Batu dan Ruang Kolektor Pengulangan 2

45

Gambar 4.21 Suhu Batu dan Ruang kolektor Pengulangan 3

Berdasarkan grafik diatas pada ketiga pengulangan

menunjukkan bahwa pengaruh suhu batu terhadap ruang

kolektor sangat tinggi. Hubungan antara suhu batu dan suhu

ruang kolektor adalah berbanding lurus yaitu peningkatan suhu

batu akan disertai dengan peningkatan suhu ruang kolektor.

Menurut Surya (2009), Hukum II termodinamika berbunyi suhu

selalu mengalir dari tempat panas ke tempat dingin. Pada

Gambar 4.19 lama pengeringan keempat serta Gambar 4.21

lama pengeringan ketiga dan keempat suhu batu mengalami

peningkatan ketika suhu kolektor mengalami penurunan

dikarenakan kipas DC pada alat pengering dinyalakan.

Selanjutnya Gambar 4.19 lama pengeringan kelima suhu batu

mengalami penurunana ketika suhu kolektor mengalami

peningkatan dikarenakan suhu batu melepaskan panasnya

untuk menggantikan panas ruang kolektor yang mengalami

penurunan. Sebaliknya pada Gambar 4.20 lama pengeringan

kelima suhu batu mengalami peningkatan ketika suhu ruang

pengering mengalami penurunan dikarenakan suhu kolektor

terlebih dahulu diserap oleh batu. Sehingga dapat diketahui

46

bahwa panas batu alor hitam pada ruang kolektor meningkatkan

panas untuk mempercepat proses pengeringan gabah pada

alat.

4.2 Kelembaban Relatif (%)

Kelembaban relatif adalah kandungan uap air di udara

yang dinyatakan dalam satuan %. Pengukuran nilai kelembaban

relatif dilakukan pada ruang kolektor, ruang pengering, saluran

udara dan lingkungan.

a. Ruang Kolektor

Hasil pengukuran kelembaban relatif ruang kolektor

pada perlakuan pengeringan gabah menggunakan alat

pengering disetiap pengulangan disajikan sebagai berikut:

Gambar 4.22 Suhu dan Kelembaban Relatif Kolektor Pengulangan 1

47




pengukuran kelembaban ketiga pengulangan pada ruang

kolektor dipengaruhi oleh suhu. Hubungan antara suhu dan

kelembaban relatif adalah berbanding terbalik yaitu

peningkatan suhu akan disertai dengan penurunan

48

kelembaban relatif (Rahayuningtyas dan Seri, 2016). Suhu

tertinggi terdapat pada Gambar 4.21 lama pengeringan

keempat sebesar 51.5 °C dengan nilai kelembaban 22%.

Sedangkan suhu terendah terdapat pada Gambar 4.24 lama

pengeringan kesepuluh sebesar 26.9 °C dengan nilai

kelembaban 79%.

b. Ruang Pengering

Hasil pengukuran kelembaban relatif ruang

pengering pada perlakuan pengeringan gabah

menggunakan alat pengering disetiap pengulangan disajikan

sebagai berikut:


Pengulangan 1

49


Pengulangan 2


Pengulangan 3



pengering dipengaruhi oleh suhu. Hubungan antara suhu

50

dan kelembaban relatif adalah berbanding terbalik yaitu




keempat dan Gambar 4.27 lama pengeringan ketiga

sebesar 50.8 °C dengan nilai kelembaban 24%. Sedangkan

suhu terendah terdapat pada Gambar 4.26 lama


kelembaban 83.5%.

c. Saluran Udara

Hasil pengukuran kelembaban relatif saluran udara

pada perlakuan pengeringan gabah menggunakan alat

pengering disetiap pengulangan disajikan sebagai berikut:


Pengulangan 1

51


Pengulangan 2


Pengulangan 3



pengering dipengaruhi oleh suhu. Hubungan antara suhu

52








kelembaban 85%.

d. Lingkungan

Hasil pengukuran kelembaban relatif lingkungan

pada perlakuan pengeringan gabah tradisional disetiap


Gambar 4.31 Suhu dan Kelembaban Relatif Lingkungan Pengulangan

1

53


2


3


pengukuran kelembaban ketiga pengulangan pada

lingkungan dipengaruhi oleh suhu. Hubungan antara suhu

54








kelembaban 86%.

Pada masing-masing perlakuan ketiga pengulangan,

urutan nilai kelembaban relatif mulai dari yang terendah adalah

ruang kolektor, ruang pengering, saluran udara dan lingkungan.

Hal tersebut sesuai dengan hasil pengukuran suhu yang sudah

dilakukan. Sehingga potensi pengeringan gabah menggunakan

alat lebih besar dibandingkan dengan pengeringan gabah

menggunakan pengeringan tradisional, meskipun demikian

pengaruh kelembaban relatif terhadap waktu pengeringan tidak

sebesar pengaruh suhu udara pengeringan tehadap waktu

pengeringan (Larasati, 2009). Semakin rendah kelembaban

relatif maka semakin besar kemampuan dalam menyerap uap

air dari permukaan gabah, sehingga waktu pengeringan akan

semakin cepat (Graciafernandy, et.al., 2012).

4.3 Kecepatan Aliran Udara (m/s)

Kecepatan aliran udara adalah kemampuan pembawa

panas untuk menguapkan kandungan air pada bahan serta

mengeluarkan uap air yang dinyatakan dalam satuan (m/s).

Kecepatan aliran udara alat pengering gabah berbasis efek


penyimpan panas diperoleh dari tekanan kipas DC yang

berfungsi untuk menghisap udara panas yang selanjutnya akan

menyebar dalam ruang pengering dan sisa udara pengeringan

serta uap air bahan disalurkan menuju lingkungan luar.

Sedangkan pengeringan gabah tradisional dibawah terik

55

matahari secara langsung diperoleh dari kondisi angin

lingkungan sekitar penelitian. Hasil pengukuran kecepatan aliran

udara pada masing-masing perlakuan disetiap pengulangan


Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Udara Pengulangan 1

Lama

Pengeringan

(jam)

Kecepatan Aliran Udara (m/s)

Kolektor Ruang

Pengering

Saluran

Udara Lingkungan

0 0 0 0 0.25

1 0 0 0 0.44

2 0 0 0 0.11

3 0 0 0 0.44

4 0.66 0.84 1.52 1.1

5 0 0 0 0.44

6 0 0 0 0.7

7 0 0 0 0.81

8 0 0 0 0.55


Lama

Pengeringan

(jam)


Kolektor Ruang

Pengering

Saluran

Udara Lingkungan

0 0 0 0 0.44

1 0 0 0 0.25

2 0 0 0 0.81

3 0 0 0 0.33

4 0 0 0 0.88

5 0 0 0 0.81

6 0 0 0 1.25

7 0 0 0 0.4

56

8 0 0 0 1.35

9 0 0 0 0.36

10 0 0 0 0.25

11 0 0 0 0.22


Lama

Pengeringan

(jam)


Kolektor Ruang

Pengering

Saluran

Udara Lingkungan

0 0 0 0 0.4

1 0 0 0 0.55

2 0 0 0 1.55

3 0.44 0.84 1.74 0

4 0.44 0.89 1.03 0.88

5 0.52 0.99 1.36 1.38

6 0 0 0 0.81

7 0 0 0 0.66

8 0 0 0 0.51

9 0 0 0 0.55

10 0 0 0 1.14

Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa kecepatan

aliran udara pada alat pengering gabah yang terdiri dari ruang

kolektor, ruang pengering dan saluran udara dilakukan

pengukuran untuk mengetahui nilai kecepatan aliran udara. Nilai

kecepatan aliran udara terbesar alat pengering gabah ketiga

perlakuan adalah 1.74 m/s pada Tabel 4.3 lama pengeringan ke

tiga sedangkan kecepatan aliran udara terbesar lingkungan

ketiga pengulangan adalah 1.55 m/s pada Tabel 4.3 lama

pengeringan ke dua. Kecepatan aliran udara alat pengering

57

gabah dapat dilakukan pengukuran apabila kipas DC yang

terdapat pada saluran udara dinyalakan ketika suhu melebihi

50°C. Menurut Hutomo (1983), suhu pengeringan gabah 45-50

°C merupakan suhu yang optimal untuk menghasilkan mutu

beras giling yang baik. Urutan nilai kecepatan aliran udara pada

alat pengering gabah ketiga pengulangan yang dapat diukur

mulai dari terkecil adalah ruang kolektor, ruang pengering dan

saluran udara dikarenakan letak kipas DC yang berada pada

saluran udara sehingga kemampuan untuk menghisap akan

bertambah besar apabila letaknya berdekatan dengan kipas DC.

Sedangkan nilai kecepatan aliran udara lingkungan pada ketiga

pengulangan hasilnya tidak stabil dikarenakan kecepatan angin

yang tidak bisa diprediksi.

4.4 Lama Pengeringan (jam)

Lama pengeringan adalah waktu yang dibutuhkan utuk

mengeringkan gabah mencapai kadar air akhir 14% yang

dinyatakan dalam satuan (jam). Waktu pengeringan

menggunakan alat pengering gabah berbasis efek rumah kaca

dengan penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan panas

dilakukan secara kontinyu tanpa dilakukan penyimpanan

sedangkan pengeringan tradisional dibawah terik martahari

secara langsung dilakukan secara kontinyu dengan dilakukan

penyimpanan sementara ketika jam menunjukkan pukul 16.00

dan akan dikeringkan kembali keesokan harinya. Hasil

pengukuran lama pengeringan pada masing-masing perlakuan

disetiap pengulangan disajikan sebagai berikut:

58

Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Lama Pengeringan Pengulangan 1

Lama Pengeringan (jam) Kadar Air %

Alat Pengering Tradisional

0 20.5 20.5

1 18.5 19

2 18 18.5

3 16 16.8

4 15.5 15.5

5 14.5 15

6 14.1 14.5

7 13.5 14.1

8 - 13.7




0 20.5 20.5

1 19.2 19.5

2 18.8 18.9

3 17.6 18.1

4 16.3 16.8

5 15.9 16.3

6 15.3 15.5

7 14.5 15.2

8 14.2 15.1

9 13.9 15.4

10 - 14

59




0 20.8 20.8

1 18.6 18.6

2 17.5 18.1

3 16.7 17

4 15.3 16

5 14.8 15.5

6 14.3 15.1

7 13.7 14.8

8 - 14.7

9 - 15.4

10 - 13.5

Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa pada

ketiga pengulangan, waktu pengeringan lebih cepat

menggunakan alat pengering gabah dari pada pengeringan

tradisional. Lama pengeringan menggunakan alat pengering

gabah berturut-turut ketiga pengulangan adalah 7 jam, 9 jam,

dan 7 jam sedangkan pengeringan tradisional adalah 8 jam, 10

jam dan 10 jam. Hal tersebut dibuktikan dengan rata-rata

intensitas radiasi matahari berturut-turut ketiga pengulangan

pada pengeringan gabah menggunakan alat adalah 371.5963

W/m2, 184.9998 W/m2 dan 430.55 W/m2. Pada penelitian kali ini

rata-rata intensitas radiasi matahari berpengaruh terhadap lama

pengeringan gabah untuk mencapai kadar air 14%.

Pengeringan gabah paling cepat terjadi pada alat pengering

gabah pada Tabel 4.6 dikarenakan dengan kadar air awal

20.8% (melebihi dari kadar air awal Tabel 4.4 dan Tabel 4.5)

dikeringkan menjadi kadar air akhir 13.8%. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa semakin tinggi rata-rata intensitas radiasi

60

matahari maka waktu pengeringan akan semakin cepat (Basri,

2017).

4.5 Kadar Air (%)

Kadar air adalah kandungan air dalam suatu gabah yang

dapat dinyatakan dalam satuan % dari basis basah. Pada

penelitian kali ini sampel yang digunakan untuk pengeringan

menggunakan alat pengeringan gabah berbasis efek rumah

kaca dengan penambahan batu alor hitam sebagai penyimpan

panas dan pengeringan tradisional ketiga pengulangan

sebanyak 4kg dengan kadar air awal gabah 20.5 - 20.8 %

hingga kadar air akhir 14%. Berdasarkan (Keputusan Bersama

Kepala Badan Bimas Ketahanan Pangan No.

04/SKB/BBKP/II/2002), standart kadar air gabah kering siap

giling adalah 14%. Pengukuran kadar air dilakukan pada

pengeringan gabah menggunakan alat pengering, pengeringan

tradisional dan perbandingan antara pengeringan gabah

menggunakan alat pengering dengan pengeringan tradisional.

a. Pengeringan Gabah Menggunakan Alat Pengering

Hasil pengukuran kadar air pada perlakuan

pengeringan gabah menggunakan alat pengering disetiap


61


Pengulangan 1


Pengulangan 2

62


Pengulangan 3

Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa pada

pengeringan gabah menggunakan alat pengering ketiga

pengulangan menunjukkan hasil penuran kadar air yang

berbeda. Hasil kadar air akhir pengeringan gabah

menggunakan alat pengering gabah berturut-turut adalah

13.5%, 13.9% dan 13.7%. Penurunan kadar air sangat

dipengaruhi oleh lama pengeringan. Hubungan antara lama

pengeringan dengan kadar air berbanding lurus yaitu

semakin lama pengeringan maka kadar air gabah akan

semakin turun (Ansar et.al., 201 2).

b. Pengeringan Gabah Tradisional

Hasil pengukuran kadar air pada perlakuan

pengeringan gabah tradisional disetiap pengulangan


63

Gambar 4.37 Suhu Lingkungan dan Kadar Air Gabah Tradisional

Pengulangan 1


Pengulangan 2

64


Pengulangan 3

Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa pada

pengeringan gabah tradisional ketiga pengulangan

menunjukkan hasil penuran kadar air yang berbeda. Hasil

kadar air akhir pengeringan gabah tradisional berturut-turut

adalah 13.5%, 13.9% dan 13.7%. Penurunan kadar air

sangat dipengaruhi oleh lama pengeringan. Hubungan

antara lama pengeringan dengan kadar air berbanding lurus

yaitu semakin lama pengeringan maka kadar air gabah akan

semakin turun (Ansar et.al., 201 2).

c. Perbandingan Pengeringan Gabah Menggunakan

Alat Pengering dan Pengeringan Gabah Tradisional

Hasil perbandingan pengukuran kadar air pada

masing-masing perlakuan disetiap pengulangan disajikan

sebagai berikut:

65

Gambar 4.40 Kadar Air Gabah Alat dan Tradisional Pengulangan 1


66


Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa

perbandingan pengeringan gabah menggunakan alat pengering

dan pengeringan gabah tradisional ketiga pengulangan

menunjukkan hasil penuran kadar air yang berbeda. Pada

pengeringan gabah menggunakan alat pengering ketiga

pengulangan, kadar air gabah lebih cepat mengalami

penurunan dibandingkan dengan pengeringan tradisional. Hal

tersebut dikarenakan suhu pada alat pengering gabah lebih

besar dibandingkan dengan suhu lingkungan (Zamharir et.al.,

2016). Pada Gambar 4.41 dan Gambar 4.42 lama pengeringan

kedelapan pengeringan gabah tradisional, kadar air mengalami

peningkatan berturut-turut sebanyak 0.3 % dan 0.7 %

dikarenakan gabah dilakukan penyimpanan sementara ketika

jam menunjukkan pukul 16.00 dan akan dilakukan pengeringan

kembali keesokan harinya untuk mencapai kadar air akhir gabah

14%.

67

4.6 Efisiensi Pengeringan (%)

Efisiensi pengeringan adalah hasil perbandingan antara

panas yang dibutuhkan untuk mengeringkan gabah dengan


pengeringan. Panas yang dibutuhkan untuk mengeringkan

gabah berasal dari kalor sensibel dan kalor laten sedangkan


pengeringan berasal dari energi matahari pada ruang kolektor

dan ruang pengering. Hasil perhitungan efisiensi pengeringan

pada masing-masing perlakuan disetiap pengulangan disajikan

sebagai berikut:

Tabel 4.7 Efisiensi Pengeringan Gabah Menggunakan Efek Rumah

Kaca

No. Pengeringan Output (Kj) Qinput (Kj) Efisiensi

Pengeringan (%)

1 Pengulangan 1 749.86 5335.236 14.05

2 Pengulangan 2 796.45 3414.832 23.32

3 Pengulangan 3 788.38 6181.697 12.75

Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa pada

ketiga pengulangan pengeringan gabah menggunakan alat



mempunyai nilai rata-rata efisiensi sebesar 16.71%.

Perhitungan efisiensi pengeringan gabah menggunakan alat

secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 2. Menurut

Hartanto, et.al., (2010), menyatakan bahwa efisiensi

pengeringan tipe rak menggunakan energi matahari mempunyai

nilai efisiensi sebesar 29.6 %. Hal tersebut dikarenakan

pengeringan dilakukan hanya siang hari saja selama tiga hari.

Efisiensi pengeringan terbesar terdapat pada pengulangan

kedua, dikarenakan tidak terdapat penggunaan kipas DC

68

sehingga panas pada alat pengering dapat dimanfaatkan secara

maksimal sedangkan efisiensi pengeringan terkecil terdapat

pada pengulangan ketiga dikarenakan terdapat penggunaan

kipas DC yang lebih lama dibandingkan pengulangan pertama

sehingga panas pada alat pengering belum bisa dimanfaatkan

secara maksimal sebelum dikeluarkan menuju lingkungan.

Menurut Larasati (2009), semakin tinggi efisiensi pengeringan

maka akan semakin kecil energi yang dibutuhkan untuk

mengeringkan tiap kg bahan. Efisieni pengeringan ini

menunjukkan baik tidaknya performansi alat untuk pengeringan

atau efektif tidaknya energi panas yang termanfaatkan.

69

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Hasil uji performansi pengeringan gabah pada ketiga

pengulangan dengan menggunakan alat pengering gabah

berbasis efek rumah kaca dengan penambahan batu alor

hitam sebagai penyimpan panas memerlukan waktu

pengeringan berturut-turut yaitu 7 jam, 9 jam, dan 7 jam

untuk mencapai kadar air sebesar 14%, dengan nilai rata-

rata efisiensi sebesar 16.71%.

2. Waktu pengeringan yang dibutuhkan alat pengering gabah

mempunyai nilai rata-rata 1.7 jam lebih cepat dibandingkan

dengan pengeringan gabah tradisional.

5.2 Saran

1. Pada penelitian mendatang disarankan agar ditambahkan

pemutar otomatis pada ruang pengering sehingga

menghasilkan pengeringan yang lebih cepat dan merata.

2. Sebaiknya perlu ditambahkan sensor suhu otomatis untuk

mengoptimalkan kerja kipas DC agar suhu pada alat tidak

melebihi 50°C.

71

DAFTAR PUSTAKA

Karim M, A dan E. Suhartatik. 2009. Morfologi dan Fisiologi Tanaman Padi. Subang: Balai Besar Penelitian Tanaman Padi

Aditya, G dan Ari S. 2012. Modifikasi Plat Penyerap Kalor Matahari Dan Alat Pendukungnya Untuk Proses Pengeringan “Plat Galvanis Dan Plat Seng Gelombang”. Semarang: Universitas Diponegoro

Ansar, Cahyawan dan Safrani. 2012. Karakteristik Pengeringan Chips Mangga Menggunakan Kolektor Surya Kaca Ganda. Mataram: Universitas Mataram

Astawan, M dan Andreas, L. 2009. Khasiat Whole Graind Makanan Berserat Untuk Hidup Sehat. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama

Bahari, S, Agustinus L, dan Rosmiati. 2012. Pengembangan Model Penyimpanan Energi Matahari Sebagai Energi Alternatif Menunjang Proses Pembuatan Garam Laut. Kupang: Politeknik Negeri Kupang

Basri. 2017. Efisiensi Pengering Produk Menggunakan Alat Pengering Surya Type Down Draf. Kendari: Universitas Haluoleo

Brooker, DB, FW Bakker-Arkema, and CW Hall. 1974. Drying Cereal Grain. Connecticut: The AVI Publishing Company Inc. Wesport

Duffie, JA and William AB. 2013. Solar Engineering of Thermal Processes 4th Edition. Madison: UW-Madison

Estiasih, T dan Kgs Ahmadi. 2009. Teknologi Pengolahan Pangan. Jakarta: Bumi Aksara

Graciafernandy, Ratnawati dan L. Buchori. 2012. Pengaruh Suhu Udara Pengering dan Komposisi Zeloit 3A Terhadap Lama Waktu Pengeringan Gabah Pada Fluidized Bed Dryer. Semarang: Universitas Diponegoro

Gunawar, PN. 2013. Pengaruh Efek Rumah Kaca Terhadap Lingkungan Hidup. Makassar: UNHAS

72

Hartanto, R, Warji dan Wahyu R. 2010. Karakteristik Pengeringan Kulit Manggis Dengan Alat Pengering Hibrid Tipe Rak. Lampung: UNILA

Henderson, SM and RL Perry. 1995. Agricultural Process Engineering. New York: John Wiley and Sons Inc

Holman, JP. 1993. Perpindahan Kalor. Jakarta: Erlangga Holman, JP. 1988. Thermodynamics. New York: McGraw-Hill Hutomo, GS. 1983. Mempelajari Pengaruh Suhu

Pengeringan dan Kadar Air Gabah Pada Proses Pemberasan Terhadap Rendemen Beras Giling, Beras Kepala, Beras Patah dan Menir. Bogor: IPB

Iskandar, S. 2014. Perpindahan Panas. Yogyakarta: Deepublish

Kartasapoetra, AG. 1994. Teknologi Penanganan Pasca Panen. Jakarta: Rineka Cipta

Larasati, D. 2009. Uji Performansi Pengering Efek Rumah Kaca (ERK)-Hybrid Tipe Rak Berputar Secara Vertikal Untuk Pengeringan Rosela (Hibiscus Sabdariffa L). Bogor: IPB

Lavine, AS, David PD, Frank PI, and Theodore LB. 2006. Fundamentals of Heat and Mass Transfer 6th Edition. USA: John Wiley and Sons

Listyawati. 2007. Kajian Susut Pasca Panen dan Pengaruh Kadar Air Gabah Terhadap Mutu Beras Giling Varietas Ciherang (Studi Kasus di Kecamatan Telagasari, Kabupaten Karawang). Bogor: Institut Pertanian Bogor

Muhammad, A. 2011. Uji Kinerja Alat Pengering Hybrid Tipe Rak Pada Proses Penggilingan Jagung Bertongkol. Lampung: UNILA

Nugraha, S. (2008). Perangkat Praktis untuk Mengukur Kadar Air Gabah dan Beras. Bogor: Balai Besar Litbang Pacsa Panen Pertanian

Nursanti, LS. 2012. Pengeringan Biji Kakao Menggunakan Alat Pengering Hybrid Tipe Rak. Lampung: UNILA

Prabowo, S. 2006. Pengolahan dan Pengaruhnya Terhadap Sifat Fisik dan Kimia Serta Kualitas Beras. Samarinda: Universitas Mulawarman

73

Rachmawan, O. 2001. Pengeringan, Pendinginan dan Pengemasan Komoditas Pertanian. Jakarta: Depdiknas

Rahayuningtyas, A dan Seri IK. 2016. Pengaruh Suhu dan Kelembaban Udara Pada Proses Pengeringan Singkong (Studi Kasus: Pengeringan Tipe Rak). Subang: Pusat Pengembangan Teknologi Tepat Guna LIPI

Raina, VK. 1993. Concrete for Construction Facts and Practice. New Delhi: Tata McGraw Hill Publishing Company Ltd

Septiadi, D, Nanlohy, P, Souissa, M, dan Rumlawang, FY. 2009. Proyeksi Potensi Energi Surya Sebagai Energi Terbarukan (Studi Wilayah Ambon dan Sekitarnya). Jakarta: BMKG

Setiyo, Y. 2003. Aplikasi Sistem Kontro Suhu dan Pola Aliran Udara pada Alat Pengering Tipe Kotak untuk Pengeringan Buah Salak. Bogor: IPB

Strumillo, C and Tadeusz K. 1986. Drying: Principles, Applications and Design. Poland: Institute of Chemical Engineering Lodz Technical University

Sunitra, E, Aidil Z, Rivanol C, dan Mulyadi. 2011. Kajian Eksperimental Pengaruh Variasi Kecepatan Udara Panas Terhadap Proses Pengeringan Gabah. Padang: Politeknik Negeri Padang

Surur, RS dan Mochammad AI. 2015. Studi Perlakuan Panas Artificial Aging Terhadap Angka Muai dan Konduktivitas Termal Material Komposit Al-Abu Dasar Batubara. Surabaya: UNESA

Surya, Y. 2009. Suhu dan Termodinamika. Tangerang: PT Kandel

Thaib, G, Gumbira S dan Wiraatmadja S. 1988. Operasi Pengeringan Pada Pengolahan Hasil Pertanian. Jakarta: PT Mediatama Sarana Perkasa

Tambunan, AH, Kamaruddin A, dan Binsar N. 2006. Analisis Eksergi Penyimpanan Panas Untuk Sistem Pengering Berenergi Surya. Bandung: IPB

74

Utina, R. 2009. Pemanasan Global: Dampak dan Upaya Meminimalisasinya. Gorontalo: UNG

Warisno, W, Tamrin dan Budianto L. 2014. Analisis Mutu Beras Pada Mesin Penggilingan Padi Berjalan Di Kabupaten Pringsewu. Lampung: UNILA

Widyotomo, S, Sri M dan Edi S. 2005. Kinerja Mesin Pemecah Biji dan Pemisah Kulit Kakao Pascasangrai Tipe Pisau Putar. Jember: Pelita Perkebunan

Wongpornchai, S, K Dumri, Jongkaewwattana S, dan B Siri .2003. Effects Of Drying Methods and Storage Time On The Aroma And Milling Quality Of Rice (Oryza Sativa L.) Cv. Khao Dawk Mali 105. Journal of Food Chemistry. Volume 87, Issue 3:407-414

Yani, E dan Suryadi F. 2013. Karakteristik Pengeringan Biji Kopi Berdasarkan Variasi Kecepatan Aliran Udara Pada Solar Dryer. Padang: Universitas Andalas

Yasa, INWP. 2015. Analisa Performansi Kolektor Surya Pelat Bergelombang Untuk Pengeringan Bunga Kamboja Dengan Empat Sisi Kolektor. Bali: Udayana

Yohan, Y. 2008. Fluktuasi Intensitas Radiasi Matahari Pada Kawasan Padat Polusi dan Hijau Kota Solok. Padang: Universitas Andalas

Zamharir, Sukmawaty dan Asih P. 2016. Analisis Pemanfaatan Energi Panas Pada Pengeringan Bawang Merah (Allium Ascalonicum L.) Dengan Menggunakan Alat Pengering Efek Rumah Kaca (ERK). Mataram: Universitas Mataram

uji performansi alat pengering gabah tipe dmp ...repository.ub.ac.id/3822/1/fadhilah nurindah...

Documents