Rotary Dryer 9A Erlangga Revisi 7 [PDF]

Citation preview

Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



Rotary Dryer Siti Fatimah A. (1), Shinta Amelia (2), Erlangga Ardiansyah* (3) Ryan Anindya Affan Prof.Dr.Ir. Suprapto, DEA Departemen Teknik Kimia Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 23 Mei 2021 Abstrak Pengeringan (drying) adalah sebuah alat pengering yang berbentuk silinder dan bergerak secara berputar yang memiliki fungsi untuk memisahkan zat padat dengan kandungan sejumlah air sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai terendah yang dapat diterima. Tujuan Percobaan ini adalah untuk mengetahui cara menghitung perpindahan massa dan panas untuk proses pengeringan pada rotary dryer. Percobaan ini diawali dengan menekan tombol pemutar rotary dryer untuk menjalankannya pada kecepatan tinggi kemudian nyalakan burner LPG dan blower serta ukur kecepatan putaran rotary dryer. Tunggu rotary dryer yang dalam keadaan kosong hingga tercapai keadaan steady state yaitu pada saat Tg1 dan Tg2 konstan. Ukur suhu udara pada Tw1 dan Td1 di depan preheater kemudian catat suhu gas Tg1 dan jaga Tg1 agar tetap konstan. Ukur suhu gas pada ujung rotary dryer(Tg 2), suhu udara keluar(Td2), Tw2 dengan termometer serta ukur kecepatan udara yang keluar(v o) dengan mencatat ∆H pada venturi meter. Dilanjutkan dengan memasukkan feed tiap 2 detik tiap perbagian 2 kali sampai beberapa kali hingga tercapai kondisi steady state kemudian ukur Tg 1,Tg2,Td2,Tw2,∆h, dan Tp. Yang terkahir ukur waktu tinggal(tf) menggunkan stopwatch dengan cara memasukkan kacang tanah dan mencatat waktunya hingga kacang tanah keluar dari rotary dryer. Hasil pengamatan dan pembahasan rotary dryer adalah semakin besar kecepatan putar rotary dryer maka semakin tinggi nilai efisiensi thermal. Semakin besar kecepatan putar rotary dryer maka semakin rendah efisiensi drying. semakin besar kecepatan putar rotary dryer maka semakin rendah residence time. Serta, Semakin tinggi laju alir massa, maka effisiensi drying cenderung naik.    Kata kunci : Rotary, efisiensi thermal rotary dryer, pengeringan



1.0 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Pengeringan (drying) adalah sebuah alat yang berbentuk silinder dan bergerak secara berputar yang memiliki fungsi untuk memisahkan zat padat dengan kandungan sejumlah air atau zat cair lain sehingga mengurangi kandungan sisa zat cair di dalam zat padat itu sampai suatu nilai terendah yang dapat diterima. Tujuan Percobaan ini adalah untuk mengetahui cara menghitung perpindahan massa dan panas untuk proses pengeringan pada rotary dryer. Pada bagian metode terdapat kesinambungan, bahan bergerak melalui ruang pengering dan mengalami kontak dengan udara panas secara searah (co-current) atau lawan arah (counter-current). Pada metode tumpukan terdapat tiga jenis yaitu : a. Pengeringan langsung (direct drying), bahan yang dikeringkan langsung berhubungan dengan udara yang dipanaskan. b. Pengeringan tidak langsung (indirect drying), udara panas berhubungan dengan bahan melalui perantara, umumnya berupa dinding-dinding atau tempat meletakkan bahan. Bahan akan kontak dengan panas secara konduksi. c. Pengeringan beku (freeze drying), dalam hal ini bahan ditempatkan pada tempat hampa udara, lalu dialiri udara yang sangat dingin melalui saluran udara sehingga air bahan mengalami sublimasi yang kemudian dipompa ke luar ruang pendingin(Mc. Cabe,2002). Rotary Dryer banyak digunakan untuk mengeringkan garam, gula, dan segala macam biji bijian dan bahan kristal yang harus selalu bersih dan tidak boleh terkena langsung pada gas pembakaran yang sangat panas(Brooker, et al.1992). Menurut Esmay dan Soemangat (1973) cara pengeringan secara umum dibagi ke dalam empat golongan menurut suhu udara pengeringnya, yaitu : a. Cara pengeringan dengan suhu sangat rendah (ultra low temperature drying system) b. Cara pengeringan dengan suhu rendah (low temperature drying system) c. Cara pengeringan dengan suhu tinggi (high temperature drying system) d. Cara pengeringan dengan suhu sangat tinggi (ultra high temperature drying system). Menurut Coulson dan Richardson (vol 3, 1985; 690) operasi dasar untuk melakukan pengeringan memiliki tujuan untuk: 1. Mengurangi biaya transportasi



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 2. Memudahkan penanganan bahan selanjutnya 3. Meningkatkan nilai guna suatu bahan agar dapat memberikan hasil yang baik pada suatu penggunaan (mengawetkan bahan) 4. Mengurangi bahaya korosi



2.0 Dasar Teori 2.1.1 Mekanisme Pengeringan Udara Mekanisme pengeringan udara yang terdapat dalam proses pengeringan mempunyai yaitu penghantaran panas pada bahan yang akan digunakan dan akan menyebabkan terjadinya penguapan air. Udara memiliki fungsi mengangkut uap air yang dikeluarkan oleh bahan yang dikeringkan. Kecepatan pengeringan akan naik apabila kecepatan udara ditingkatkan. Kadar air akhir apabila mulai mencapai kesetimbangannya, maka akan membuat waktu pengeringan juga ikut naik atau dengan kata lain lebih cepat (Muarif,2013).



2.1.2



Prinsip Pengeringan



Pada 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. Pada praktikum Rotary Dryer akan menggunakan panas yang dialirkan secara langsung dengan bahan yang akan dikeringkan melalui drum yang berputar. LPG digunakan sebagai sumber panas yang akan bersentuhan langsung dengan permukaan drum dan menggunakan suhu yang diatur secara manual dengan menaikkan dan menurunkan gas dari tabung LPG. Sistem ini digunakan agar pengeringan bersifat merata (Tumbel, Pojoh and Manurung,2016).



2.1.3



Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Dalam Kecepatan Pengeringan



Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam kecepatan pengeringan adalah: 1) Luas permukaan Bahan pangan akan mengalami proses pengecilan ukuran dengan berbagai macam cara, yaitu dengan diiris, dipotong, maupun digiling. 2) Perbedaan suhu sekitar Adanya perbedaan suhu antara medium pemanas dengan bahan yang digunakan akan mempengaruhi kecepatan penguapan air dari bahan pangan. Semakin tinggi suhu udara, semakin banyak uap air yang dapat ditampung oleh udara tersebut sebelum terjadi kejenuhan. Dapat disimpulkan bahwa udara bersuhu tinggi lebih cepat mengambil air dari bahan sehingga proses pengeringan lebih cepat. 3) Kecepatan aliran udara Pada proses pergerakan udara, uap air dari bahan akan diambil dan terjadi mobilitas yang menyebabkan udara tidak pernah mencapai titik jenuh. Semakin cepat pergerakan atau sirkulasi udara, proses pengeringan akan semakin cepat. Prinsip ini yang menyebabkan beberapa proses pengeringan menggunakan sirkulasi udara. 4) Kelembaban Udara Kelembaban udara berpengaruh pada kadar air akhir bahan setelah dikeringkan. Bahan yang telah dikeringkan dapat menyerap air dari udara di sekitarnya. Jika udara disekitar bahan pengering tersebut mengandung uap air tinggi atau lembab, maka kecepatan penyerapan uap air oleh bahan pangan tersebut akan semakin cepat. Proses penyerapan akan terhenti sampai kesetimbangan kelembaban nisbi bahan pangan tersebut tercapai. Kesetimbangan kelembaban nisbi bahan pangan adalah kelembaban 9 pada suhu tertentu dimana tidak terjadi penguapan air dari bahan pangan ke udara dan tidak terjadi penguapan air dari bahan pangan ke udara dan tidak terjadi penyerapan uap air dari udara oleh bahan pangan. 5) Lama Pengeringan Lama pengeringan menentukan lama kontak bahan dengan panas. Penggunaan waktu pengeringan haruslah maksimal yaitu saat kadar air bahan akhir yang diinginkan telah tercapai dengan lama pengeringan yang pendek



2.1.4



Jenis-Jenis Alat Pengering



Jenis-jenis pengeringan berdasarkan karakteristik konvensional yaitu: (Arun S. Mujumdar, Chung Lim Law,2010) 1. Pengering baki (tray dryer)



umum



dari



beberapa



pengering



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



2.



3.



4.



5.



2.1.5



Menggunakan pengering rak atau pengering kabinet dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang lansung berhubungan dengan media pengering. Cara perpindahan panas yang umum digunakan adalah 10 konveksi dan perpindahan panas secara konduksi juga dimungkinkan dengan memanaskan baki tersebut. Rotary Alat Rotary ini berbentuk silinder berputar sementara material yang dikeringkan diletakkan di dalam ruang pengering. Medium pengering, umumnya udara panas, dimasukkan ke ruang pengering dan bersentuhan dengan material yang dikeringkan dengan arah menyilang. Alat penukar kalor yang dipasang di dalam ruang pengering untuk memungkinkan terjadinya konduksi. Flash dryer Pengering dengan flash (flash dryer) digunakan untuk mengeringkan kandungan air yang ada di permukaan produk yang akan dikeringkan. Materi yang dikeringkan dimasukkan dan mengalir bersama medium pengering dan proses pengeringan terjadi saat aliran medium pengering ikut membawa produk yang dikeringkan. Spray Teknik pengeringan spray umumnya digunakan untuk mengeringkan produk yang berbentuk cair atau larutan suspensi menjadi produk padat. Contohnya, proses pengeringan susu cair menjadi susu bubuk dan pengeringan produk-produk farmasi. Fluidized bed Pengeringan dengan menggunakan kecepatan aliran udara yang relatif tinggi menjamin medium yang dikeringkan terjangkau oleh udara.



Perhitungan Kadar Air



Untuk menghitung berikut(Brooker,1974):



M=



kadar



air



rotary



dryer



dapat



digunakan



persamaan



sebagai



berat feed basah−berat feed kering ×100% berat feed basah



...................................... ................................................................................................................(1)



2.1.6



Perhitungan efisiensi thermal



Untuk menghitung berikut(Mc.Cabe,1985): ɳ=



kadar



air



rotary



dryer



dapat



panas yang dimanfaatkanuntuk proses pengeringan panas input



x100%.................................................(2)



3 Metode Penelitian 3.1 Alat dan Bahan Penelitian Alat-alat yang digunakan : 1. Beaker Glass 2. Serangkaian alat Rotary Dryer 3. Termometer



digunakan



persamaan



sebagai



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



Gambar 1. Skema Alat Percobaan



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



3.2 Metodelogi 3.2.1 Tahap Persiapan 1.  Menyiapkan alat dan feed serta mengukur suhunya sebagai Tf. 2.  Menentukan kadar air feed masuk dengan cara menimbang cawan timbang dalam keadaan kosong lalu menimbang feed dalam cawan (w1). 3.  Memasukkan feed dalam cawan tadi kedalam oven selama lebih kurang 24 jam, lalu menimbangnya sebagai w2.



3.2.2



Tahap Percobaan 1. Rotary Dryer Dalam Keadaan Kosong 1. Menjalankan Rotary dryer pada kecepatan tinggi yaitu dengan menekan tombol pemutar Rotary dryer. 2. Menyalakan burner LPG dan diteruskan menjalankan blower dengan menekan tombol blower. 3. Mengukur kecepatan putar rotary dryer . 4. Menunggu beberapa saat Rotary dryer yang masih dalam keadaan kosong tersebut sampai tercapai keadaan steady state, yaitu pada saat Tg1 dan Tg2 konstan. 5. Melakukan pengukuran terhadap suhu udara Tw1 dan Td1 didepan preheater. 6. Mencatat suhu gas Tg1 dan menjaga Tg1 ini tetap dalam keadaan konstan dengan cara mengatur pemanasan LPG. 7. Mengukur suhu gas pada ujung Rotary dryer (Tg2) mengukur suhu udara keluar Td2 (dengan termometer) dan Tw2 (dengan termometer yang ujung sensitifnya dibungkus kapas basah), serta mengukur kecepatan udara keluar (v 0) dengan mencatat ∆H pada venture meter. 2. Moisture Content  pada Feed 1. Setelah pengukuran pada keadaan kosong selesai maka feed mulai dimasukkan, caranya yaitu dengan memasukkan tiap 2 detik tiap perbagian selama 2 kali sampai beberapa tahap sehingga tercapai kondisi steady state (yaitu jika Tg1,Tg2,Tw1,Tw2 dan rate produk konstan). 2. Setelah kondisi steady state tercapai dilakukan pengukuran tergadap suhu gas masuk (Tg1), suhu gas (Tg2), suhu udara keluar Td2 dan Tw2, tinggi (Δh) dan suhu produk keluar (Tp). 3. Mengukur waktu tinggal feed (tf) dengan cara memasukkan kacang tanah dan mencatat waktunya sampai kacang tanah keluar dari Rotary dryer dengan menggunakan stopwatch.



4 Hasil dan Pembahasan 4.1 Hasil 4.1.1 Hasil Percobaan Tabel 4.1.1.1 Hasil percobaan kalibrasi (steady state) rotary dryer Kecepatan Putar (rpm) Tg1(°C) Δh(m) 62 0.003 48 62 0.003 62 0.003 50 62 0.003 Tabel 4.1.1.2 Hasil percobaan rotary dryer Kec. Putar (rpm ) 48 50



Mass a (gr)



Feed Rate (g/s)



Td1 (°C)



Tw1 (°C)



Tg1 (°C )



Td2(°C)



Tw2(°C)



Tg2(°C)



Δh (m)



t1 (s )



t2 (s)



50



3.57142 9



57



28.5



62



48.5



30



3.571429



0.003



14



96



75



3.75



56.5 28.5



62



48.5



30



3.75



0.003



20



167



50



3.84615



62



48.5



30



3.846154



0.003



13



134



57



28.5



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 4 75



3.125



57



28.5



62



48.5



30



3.125



0.003



24



185



Tabel 4.1.1.3 Hasil percobaan kadar kelembapan Kecepatan Putar (rpm) 48 50



Feed rate (g/s)



Berat Awal (gr)



Berat Setelah RD (gr)



3.571428571 3.75 3.846154 3.125



50 75 50 75



11.72 12.26 8.3 13.47



Berat Sesudah Oven (gr) 3.36 5.7 2.7 7.34



4.1.2 Hasil Perhitungan Tabel 4.1.1.1 Hasil perhitungan humidity Kecepatan Putar (rpm) 48 50



Feed Rate (g/s)



Td1 (˚C)



Tw1 (˚C)



H2 (kg ua/kg uk)



3.571428571 3.75 3.846154 3.125



57 56.5 57 57



35 35 35 35



0.029 0.0295 0.029 0.029



Td2 (˚C)



Tw2 (˚C)



48.5 48.5 48.5 48.5



30 30 30 30



H1 (kg ua/kg uk) 0.027 0.027 0.027 0.027



Tabel 4.1.1.2 Hasil perhitungan enthalpi udara masuk dryer H1 Kecepatan Feed Rate (kg Tg1 T0 λ0 H’G1 Putar (g/s) ua/kg (°C) (°C) (J/gr°C) (J/g) (rpm) uk) 3.571428571 0.027 62 0 2501.4 131.3209 48 3.75 62 0 2501.4 131.3209 0.027 3.846154 62 0 2501.4 131.3209 0.027 50 3.125 62 0 2501.4 131.3209 0.027 Tabel 4.1.2.3 Hasil perhitungan enthalpi udara keluar dryer Kecepatan H2 (kg Feed Rate Tg2 T0 λ0 H’G2 Putar ua/kg (g/s) (°C) (°C) (J/gr°C) (KJ/kg) (rpm) uk) 114.276 3.571428571 40.5 0 2501.4 0.017 7 48 114.276 3.75 40.5 0 2501.4 0.018 7 114.276 3.846154 40.5 0 2501.4 0.017 7 50 114.276 3.125 40.5 0 2501.4 0.017 7



Kecepata n Putar



Tabel 4.1.2.4 Hasil perhitungan enthalpi udara keluar dryer Feed Rate Tf T0 Cp Cp X1 (Kg total (g/s) (°C (°C Pilus(Kj/kg. Air(Kj/kg.K water/kg



H’S1 (KJ/kg)



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 )



)



K)



)



dry solid) (KJ/kg)



3.57142857 1



29



0



3.32



4.181



13.8809524



3.75



29



0



3.32



4.181



12.1578947



3.846154



29



0



3.32



4.181



17.5185185



3.125



29



0



3.32



4.181



9.21798365



(rpm) 48



1779.331 6 1570.412 6 2220.382 9 1213.951 3



50



Kecepatan Putar (rpm) 48 50



Kecepat an Putar (rpm) 48



50



Tabel 4.1.2.5 Hasil perhitungan enthalpi udara keluar dryer X2 (Kg Feed Rate Tp T0 CpPilus CpAir total (g/s) (°C) (°C) (Kj/kg.K) (Kj/kg.K) water/ kg dry solid) 3.571428571 31 0 3.32 4.181 2.48809524 3.75 31 0 3.32 4.181 1.15087719 3.846154 31 0 3.32 4.181 2.07407407 3.125 31 0 3.32 4.181 0.83514986



Tabel 4.1.2.6 Hasil perhitungan enthalpi udara keluar dryer H1 H2 Masu (Kg (Kg Feed G k X1 X2 ug/ ug/ Rate (g/s) (kg/h) (Kg/h Kg/u Kg/u ) k) k) 3.571428 13.8809 2.48809 2433.3 219.8 571 524 524 71 0.027 0.017 37 12.1578 1.15087 2433.3 205.4 3.75 947 719 71 0.027 0.018 99 17.5185 2.07407 2433.3 283.9 3.846154 185 407 71 0.027 0.017 31 9.21798 0.83514 2433.3 145.0 3.125 365 986 71 0.027 0.017 7



H’S2 (KJ/kg) 425.40451 252.08634 371.74281 211.16461



Kelu ar (Kg/ h) 97.69 1 81.23 8 94.41 9 75.09 6



Akumul asi (Kg/h) 151.256 154.561 218.623 99.0837



Tabel 4.1.2.7 Hasil perhitungan enthalpi udara keluar dryer Kecepatan Putar (rpm) 48 50



Feed Rate (g/s)



Qinput (KJ)



Qloss (KJ)



Qdrying (KJ)



ɳ thermal (%)



ɳ drying (%)



3.571428571 3.75 3.846154 3.125



319552.49 319552.49 319552.49 319552.49



132965.3 133355.1 141154.3 126839.1



24035.73 27474.77 28093.92 22454.08



81.470884 81.342247 78.860033 78.571723



9.40611 10.7772 8.3582 8.58142



4.2 Pembahasan Secara umum tujuan dari praktikum ini adalah mampu menghitung perpindahan massa dan panas untuk proses pengeringan pada rotary dryer. Adapaun tujuan khusus dalam praktikum ini yakni



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 Mempelajari performance rotary dryer berdasarkan perubahan kandungan air dan efisiensi   rotary dryer pada kondisi  operasi 48 rpm dengan berat feed rate 3.571428571 g/s untuk massa 50 gram dan 3.75 g/s untuk massa 75 gram, kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154 g/s untuk massa 50 gram dan 3.125 g/s untuk massa 75 gram serta membuat material balance dan heat balance. Pada percobaan ini terdapat dua tahapan proses yang dijalankan yakni tahap persiapan dan tahap percobaan. Tahap persiapan sendiri diawali dengan menyiapkan alat dan feed serta mengukur suhunya sebagai Tf. Kemduian di lanjutkan dengan menentukan kadar air feed masuk dengan cara menimbang cawan timbang dalam keadaan kosong lalu menimbang feed dalam cawan (w1). Dan yang terakhir adalah memasukkan feed dalam cawan tadi kedalam oven selama lebih kurang 24 jam, lalu menimbangnya sebagai w2. Setelah tahap persiapan selesai tahap berikutnya adalah tahap percobaan, pada tahap percobaan dibagi menjadi dua prosedur yakni Rotary Dryer dalam keadaan kosong yang di awali dengan menjalankan Rotary dryer pada kecepatan tinggi yaitu dengan menekan tombol pemutar Rotary dryer. Menyalakan burner LPG dan diteruskan menjalankan blower dengan menekan tombol blower. Mengukur kecepatan putar rotary dryer kemudian menunggu beberapa saat Rotary dryer yang masih dalam keadaan kosong tersebut sampai tercapai keadaan steady state, yaitu pada saat Tg1 dan Tg2 konstan. Setelah itu, melakukan pengukuran terhadap suhu udara Tw 1 dan Td1 didepan preheater. Kemduian mencatat suhu gas Tg1 dan menjaga Tg1 ini tetap dalam keadaan konstan dengan cara mengatur pemanasan LPG. Serta, mengukur suhu gas pada ujung Rotary dryer (Tg2) mengukur suhu udara keluar Td 2 (dengan termometer) dan Tw2 (dengan termometer yang ujung sensitifnya dibungkus kapas basah), serta mengukur kecepatan udara keluar (v 0) dengan mencatat ∆H pada venture meter. Kondisi berikutnya adalah Moisture Content pada Feed yang merupakan tahap lanjutan pada prosedur sebelumnya dimana setelah pengukuran pada keadaan kosong selesai maka feed mulai dimasukkan, caranya yaitu dengan memasukkan tiap 2 detik tiap perbagian selama 2 kali sampai beberapa tahap sehingga tercapai kondisi steady state (yaitu jika Tg1,Tg2,Tw1,Tw2 dan rate produk konstan). Setelah kondisi steady state tercapai dilakukan pengukuran tergadap suhu gas masuk (T g1), suhu gas (Tg2), suhu udara keluar Td2 dan Tw2, tinggi (Δh) dan suhu produk keluar (T p). Mengukur waktu tinggal feed (tf) dengan cara memasukkan kacang tanah dan mencatat waktunya sampai kacang tanah keluar dari Rotary dryer dengan menggunakan stopwatch.



4.2.1 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi thermal Berdasarkan pada data praktikum rotary Dryer yang telah diperoleh pada Tabel 3.1.2.7 maka didapatkan grafik sebagi berikut :



ɳ thermal (%)



Hubungan antara Kecepatan Putar Rotary Dryer Efisiensi Thermal



110 dengan 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 47.5 48



Feed Rate 3.5714 (g/s) dan 3,75 (g/s)



48.5



49



49.5



Kecepatan Putar (rpm)



50



50.5



Grafik 4.2.1.1 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi thermal Berdasarkan Grafik 4.2.1.1 hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi thermal dapat kita lihat bahwa efisiensi thermal akan menurun ketika nilai kecepatan putarnya semakin tinggi. Jika dilihat pada grafik pada sampel massa pilus 50 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 3.571428571 g/s memiliki efisiensi thermal sebesar 81.470884 % dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154 g/s untuk massa 50 gram memiliki nilai efisiensi thermal sbesar 78.860033 %. Hal ini mengalamai penurunan sebesar 3.618% dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram. pada sampel massa pilus 75 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.75 g/s memiliki nilai efisiensi thermal sebesar 81.342247% dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan fee rate 3.125 g/s memiliki nilai efisiensi thermal sebesar 78.571723%. Hal ini mengalamai penurunan sebesar 2.844% dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 75 gram. Beradasarkan pada literature yang menjelasakan bahwa kecepetan putar silinder pengering yang terlalu cepat mengakibatkan waktu tinggal bahan yang dikeringkan di dalam ruang pengering menjadi singkat sehingga proses perindahan panas berlangsung kurang efektif (Widyotomo,2008). Hal ini didukung dengan pendapat dari Sivetz (1963) melaporkan bahwa efisiensi pengeringan akan semakin rendah ketika kecepatan putar silinder pengering semakin tinggi.



4.2.2 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi drying Berdasarkan pada data praktikum rotary Dryer yang telah diperoleh pada Tabel 3.1.2.7 maka didapatkan grafik sebagi berikut :



Hubungan antara Kecepatan Putar Rotary Dryer 12 dengan Efisiensi Drying ɳ drying (%)



10 Feed Rate 3.57 14 (g/s) dan 3,75 (g/s)



8 6 4 2 0 47.5



48



48.5



49



49.5



50



50.5



Kecepatan Putar (rpm)



Grafik 4.2.2.1 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi drying Hasil antara hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi drying didapatkan hasil bawah nilai efesiensi drying semakin menurun seiring meningkatnya kecepatan putar pada silinder drying sesui pada Grafik 4.2.2.1. Berdasarkan pada perhitungan yang ada pada sampel massa pilus 50 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.571428571 g/s memiliki efisiensi drying sebesar 9.40611 % dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154 g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 8.3582 %. Hal ini mengalami penurunan sebesar 1.1 % dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram. pada sampel massa pilus 75 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.75 g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 10.7772 % dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.125g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 8.58%. Hal ini mengalamai penurunan sebesar 2.2 % dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 75 gram. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Afuza (2017), dimana hasil penelitian menunjukkan bahwa pada rate 20 dan 28 g/s menunjukkan bahwa efisiensi drying cenderung turun dengan semakin tingginya kecepatan putar rotary dryer. Hal ini disebabkan karena semakin cepat putaran rotary dryer mengakibatkan waktu tinggal feed di dalam pengering menjadi semakin singkat dan ini berarti proses pengeringan yang berlangsung menjadi lebih singkat sehingga panas yang digunakan untuk pengeringan semakin kecil oleh karena itu efisiensi pengeringan atau efisiensi drying menjadi turun.



4.2.3 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan residence time Berdasarkan pada data praktikum rotary Dryer yang telah diperoleh maka didapatkan grafik sebagi berikut :



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



Residence Time (s)



Hubungan antara Feed Rate Rotary Dryer dengan 250 Residence Time Feed Rate 3.571 4 (g/s) dan 3,75 (g/s)



200 150 100 50 0 47.5



48



48.5



49



49.5



50



50.5



Feed Rate 3,846 (g/s) dan (3.12 5 g/s)



Kecepatan Putar (rpm)



Grafik 4.2.3.1 Hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan residence time Pada hasil pengamatan antara hubungan kecepatan putar rotary Dryer residence time (s) didapatkan hasil bawah nilai residence time semakin menurun seiring meningkatnya kecepatan putar pada silinder drying sesui pada Grafik 4.2.3.1. Berdasarkan pada perhitungan yang ada pada sampel massa pilus 50 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.571428571 g/s memiliki nilai residence time 147 sekon dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154g/s memiliki nilai residence time 110 sekon . Hal ini menujukkan bawha dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram mengalami penurunan residence time atau lebih cepat 37 sekon. pada sampel massa pilus 75 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.75 g/s memiliki nilai residence time 199 sekon dan pada kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.125 g/s memiliki nilai 187 sekon. Hal ini menujukkan bawha dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 75 gram mengalami penurunan residence time atau lebih cepat 12 sekon. Hal ini sesuai dengan pendapat Syah (2008) dimana kecepatan putar silinder memiliki pengaruh yang nyata terhadap waktu tinggal daripada laju pengumpanan, peningkatan kecepatan putaran (rpm) silinder menyebabkan waktu tinggal menurun dengan cepat.



4.2.4 Hubungan feed rate dengan efisiensi Dryer Berdasarkan pada data praktikum rotary Dryer yang telah diperoleh maka didapatkan grafik sebagi berikut :



ɳ drying (%)



Hubungan antara Feed Rate Rotary Dryer dengan Efisiensi Drying 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8



48 rpm 50 rpm



3



3.1



3.2



3.3



3.4



3.5



3.6



3.7



3.8



3.9



Feed Rate (g/s)



Grafik 4.2.4.1 Hubungan feed rate dengan efisiensi Dryer Berdasarkan Grafik 4.2.4.1 hubungan antara feed rate dengan efisiensi drying dapat kita lihat bahwa efisiensi drying akan menurun ketika nilai feed rate semakin tinggi. Berdasarkan pada grafik yang ada pada sampel massa pilus 50 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1 3.571428571 g/s memiliki efisiensi drying sebesar 10.77723725% dan pada sampel massa pilus 75 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.75 g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 8.35823 %. Selain itu, pada sampel massa pilus 50 gram kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154 g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 9.406114 % dan pada sampel massa pilus 75 gram dengan kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.125g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 8.58141 %. Hal ini sesuai dengan literatur Afuza (2017), dimana efisiensi drying akan turun dengan meningkatnya massa feed rotary hal ini disebabkan karena panas yang diperlukan untuk proses pengeringan semakin besar karena diserap oleh massa feed yang makin besar. Hal ini juga didukung pendapat dari Suherman dkk (2012), yang menyatakan bahwa semakin banyak berat umpan maka penurunan kandungan uap air di padatan akan semakin landai. Hal ini disebabkan dengan semakin banyak bahan yang akan dikeringkan, maka kebutuhan energi panas untuk mengeringkan akan semakin besar. Sementara itu, udara pengering yang diberikan hampir sama, maka penurunan suhu di unggun akan semakin tinggi. Sehingga untuk massa bahan yang semakin tinggi maka penurunan suhu udara pengering akan lebih besar. Akibatnya laju pengeringan semakin rendah dan penurunan kandungan uap air di padatan akan semakin landai.



5



Kesimpulan



Berdasarkan pada data yang telah di paparkan sebelumnya maka dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa : 1. Pada hubungan kecepatan putar Rotary Dryer dengan efisiensi thermal dapat kita lihat bahwa efisiensi thermal akan menurun ketika nilai kecepatan putarnya semakin tinggi. Dengan hasil adanya penurunan efisiensi thermal sebesar 3.614% dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram dan penurunan sebesar 2.844% dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 75 gram. Hasil ini sudah sesuai dengan literatur yang ada. 2. Hasil antara hubungan kecepatan putar rotary Dryer dengan efisiensi drying didapatkan hasil bawah nilai efesiensi drying semakin menurun seiring meningkatnya kecepatan putar pada silinder drying. Hal ini di tunjukkan dengan adanya penurunan sebesar 1.1 % dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram dan penurunan sebesar 2.2 % dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 75 gram. Data tersebut telah sesuai dengan data penelitian dan literatur yang ada. 3. Pada hasil pengamatan antara hubungan kecepatan putar rotary Dryer residence time (s) didapatkan hasil bawah nilai residence time semakin menurun seiring meningkatnya kecepatan putar pada silinder drying. Hal tersebut di tunjukkan pada data bawah dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm pada massa sampel 50 gram mengalami penurunan residence time atau lebih cepat 37 sekon. pada sampel massa pilus 75 gram dari kecepatan 48 rpm ke 50 rpm mengalami penurunan residence time atau lebih cepat 12 sekon. Data tersebut telah sesuai dengan data penelitian dan literatur yang ada. 4. Pada hubungan antara feed rate dengan efisiensi drying dapat kita lihat bahwa efisiensi drying akan menurun ketika nilai feed rate semakin tinggi. Berdasarkan pada grafik yang ada pada sampel massa pilus 50 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.571428571 g/s memiliki efisiensi drying sebesar 2.61513 % dan pada sampel massa pilus 75 gram pada kecepatan 48 rpm dengan feed rate 3.75 g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 0.15984 %. Selain itu, pada sampel massa pilus 50 gram kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.846154g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 5.29408% dan pada sampel massa pilus 75 gram dengan kondisi operasi 50 rpm dengan feed rate 3.125g/s memiliki nilai efisiensi drying sebesar 0.69921%. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan efisiensi drying akan turun dengan meningkatnya massa feed rotary .



Daftar Pustaka



1. Arun S. Mujumdar, Chung Lim Law. 2010. Drying Technology : Trends and Application in Postharvest Processing. Springer-Verlag. P. 843-852



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



2. Brooker, D.B., F.W. Bakker-Arkema, F.W. and Hall, C.W. 1992. Drying and Storage of Grains and Oil Seed. 4th edition. USA : Van Nostrad. 3. Brooker, D.B., F.W. Bakker., and C.W. Arkema. 1974. Drying Cereal Grains. West Port. USA: The A VI Publishing Co. Inc. 4. Coulson, J.M., and Richardson, J.F., 1985, “An Introduction to chemical Engineering Design”, Pergamon Press Oxford, New York 5. Esmay, M.L., and M, Soemangat., 1973, Grain Drying handling and storage in the Tropics, M.S.U, Michigan. 6. Geankoplis, Christie, 1997, "Transport Process and Unit Operation" 3nd Ed. New Delhi. 7. Mc.Cabe, L., Warren. 1985. Operasi Teknik Kimia (edisi ke-4). Terjemahan oleh : E. Jasifi. Erlangga, Jakarta, Indonesia. 8. Mc.Cabe, Warren L. 2002. Unit Operation of Chemical Engineering.Edition 4th. Mc. Grow Hill International Book Co : Singapore 9. Muarif. 2013. Rancang Bangun Alat Pengering. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang 10. Robert E.Treybal. 1980. Mass-Transfer Operasions. 3th Edition. Mc Graw Hill, Inc. New York, p.194-215 11. Schiffmann, R. 2006. Handbook of Industrial Drying, Third Edition. Singapore 12. Tumbel, N., Pojoh, B. and Manurung, S. (2016) ‘Rekayasa Alat Pengering Jagung Sistem Rotary’, Jurnal Penelitian Teknologi Industri, 8(2), pp. 107–116. 13. Suherman, Purbasari A., Aulia M.P..(2012). Pengaruh suhu udara dan berat sampel pada pengeringan tapioka menggunakan pengering unggun terfluidakan, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang. 14. Sivetz, J.C. (1963). Coffee Processing Technology. The AVI Publishing Co., Westport, Connecticut 15. Tanggasari D. (2014). Sifat teknik dan karakteristik pengeringan biji jagung (zeamays l.) pada alat pengering fluidizedbeds, Fakultas Teknologi Pangan Dan Agroindustri Universitas Mataram,Mataram. 16. Widjanarko A., Ridwan, Djaeni M., Ratnawati. (2012). Penggunaan zeolit sintetis dalam pengeringan gabah dengan proses fluidisasi indirect contact, Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, vol. 2, No. 2, p. 103-110. 17. Widyotomo, Sukrisno, dkk. (2008). Kinerja Pengering Putar Tipe Silinder Horizontal Untuk Pengeringan Kompos Organik Dari Kulit Buah Kakao, Pelita Perkebunan 2008, 24 (2), 144 — 174. 18. Syah, H., Budiastra, I.W., Suroso, Nelwan, L.O., (2008). Kajian Performansi Pengering Rotari Co-Current untuk Pengeringan Sawut Ubi Jalar. Prosiding Seminar Nasional Mekanisasi Pertanian 23 Oktober 2008, Bogor. BBPMP Badan Penelitian dan Pengembangan Appendiks



“Terlampir pada file microsoft excel”



Jurnal Perpindahan Panas dan Peralatan 2020, Vol. 1, No. 1



LEMBAR REVISI Modul Percobaan



: Rotary Dryer



Kelompok



: 9A



Tanggal Percobaan



: 24 Mei 2021



Tanggal Revisi 9/05/2021



Tanggal Kembali 18/05/2021



19/05/2021



20/05/2021



21/05/2021



22/05/2021



22/05/2021



22/05/2021



29/06/2021



29/06/2021



29/06/2021



30/06/2021



Keterangan



 Lembar Revisi  Dasar Teori  Daftar Pustaka  



Size Font Sitasi dan penulisan rumus



 



Rumus diketik Antar paragraf tanpa space



 ACC Bab 1 dan 2    



Grafik Format Literatur Font



 Literatur “Widyotomo”  Abstrak



Tanda Tangan