Terjemahan Jurnal Aerodinamik.doc

TERJEMAHAN JURNAL AERODINAMIK

Sebuah studi tentang beberapa sifat hidro-aerodinamika dari biji labu (Trichosantescucumerina L), kernel dan sekam Perancangan sistem pengangkutan pneumatik, pengering tempat tidur terfluidisasi dan pembersihan produk pertanian dari bahan asing memerlukan pengetahuan tentang sifat aerodinamika dari produk. Dengan meningkatnya pentingnya labu ular sebagai sumber nutrisi, minyak dan bahan industri, mekanisasi produksi dan pengolahan benih saat ini dibutuhkan untuk memberikan informasi mengenai desain peralatan penanganan yang tepat. Kecepatan terminal dan koefisien drag biji labu ular, kernel dan sekam diukur secara eksperimental pada empat kadar air (6,8, 8,6, 12, dan 14%) dengan menangguhkan benih labu ular, kernel dan sekam di aliran udara. Terowongan angin yang sengaja dirancang untuk eksperimen ini digunakan untuk pengukuran kecepatan terminal. Hasilnya menunjukkan bahwa kenaikan kadar air dari 6,8 menjadi 14% db meningkatkan kecepatan terminal dari 2,45 menjadi 3,98 m / s untuk benih, 2,21 sampai 3,09 m / s untuk kernel dan 1,35 menjadi 1,77 m / s untuk sekam. Sementara kenaikan kadar air dalam kisaran yang sama meningkatkan koefisien drag benih dari 2,24 menjadi 13,95 dan 2,35 menjadi 9,00 untuk kernel. Hasil percobaan dianalisis secara statistik dengan menggunakan ANOVA dua arah. Pengaruh kadar air diketahui signifikan terhadap semua parameter yang diteliti pada probabilitas 0,05%. Untuk pemisahan udara / pembersihan biji labu, kecepatan udara harus kurang dari 2,4 m / s sedangkan untuk perancangan ruang pembersihan mesin decortic labour ular untuk memisahkan sekam dari kernel setelah proses dehaulling, kecepatan udara harus kurang dari 2,2 m / s tapi lebih tinggi dari 1,77 m / s. Kata kunci: Aerodinamika, kecepatan terminal, koefisien drag, labu ular pengantar Ular labu (Trichosantescucumerina L) yang biasa disebut ular tomat umumnya diyakini berasal dari India (ECHO, 2006). Spesies liar masih bisa ditemukan di India dan bagian lain Asia Tenggara dan sebagian Australia. Tanaman ini saat ini dibudidayakan di India, bagian selatan Asia Timur, Australia, Afrika Barat,

Amerika Latin dan Karibia (ECHO, 2006). ECHO (2006) juga melaporkan bahwa labu ular dikenal dengan nama berbeda di berbagai belahan dunia. Di Nigeria dikenal sebagai tomat ular, pathakaya di India, pakupis di Filipina, buapngu di Thailand, pudalankaai di Tamil, paduvalakaayi di kannada dan padavalanga di Malayam. Ular labu bisa tumbuh dua kali dalam setahun. Kultivasi pertama antara bulan April sampai Juli, sedangkan yang kedua adalah bulan Agustus sampai November (Oloyede dan Adebooye, 2005). Irigasi mungkin diperlukan di iklim dengan musim kering musiman. Tanaman dapat tumbuh subur di tanah berpasir, berpasir dan tanah liat ringan (Huxley, 1992). Namun, tanah harus dikeringkan dengan baik. Oloyede dan Adebooye (2005) mencatat bahwa jarak tanam satu meter antara baris dan satu meter di dalam barisan cukup memadai untuk labu ular. Benih ditanam dua per lubang dan tiga penyiangan selama umur tanaman direkomendasikan. Bubur labu ular digunakan sebagai pengganti sup untuk tomat solanaceous karena rasanya yang manis, aroma dan warna endocarp merah tua saat matang (Adebooye et al., 2005). Adanya asam askorbat tinggi yang lebih tinggi dari pada varietas tomat solanaceous yang populer menunjukkan kemungkinan penggunaan labu ular dalam produksi industri pasta tomat dan haluskan. Buah labu ular (Pelat 1) pada dasarnya terdiri dari bubur dan biji. Tidak seperti kebanyakan tanaman penghasil minyak, baik bubur kertas maupun benihnya sangat bermanfaat. Benih (Plate 2) adalah sumber minyak nabati yang baik. Banyak peneliti telah mengamati bahwa adanya antioksidan, seperti caroteniod, flavorioids, lycopene, phenolics dan β-carotene dalam minyak, membantu dalam perlindungan terhadap penyakit seperti kardiovaskular, diabetes, dan sebagainya (Wright, 2002; Liu et al. 2000; Konak, 2002; Amin et al 2004.; Zharg dan Hemauzy, 2004). Mungkin berita yang paling menarik adalah bahwa obat untuk merawat pasien terinfeksi HIV, Compound Q, adalah protein olahan yang disebut trichonanthine yang berasal dari famili trichosanthes (ular). Telah ditunjukkan bahwa protein memiliki kemampuan untuk membunuh sel yang terinfeksi HIV tanpa mempengaruhi jaringan sekitarnya (data base tropis, 2008).

Minyak biji labu berisi protein kasar 26,2-26,6%, lemak 44,6-57,7%, 7,8-8,15% fosfor dan 0,012-0,026% anti-nutrisi oksalat (Adebooye et al., 2005). Kandungan minyak dibandingkan dengan kebanyakan minyak biji. Mereka mencatat bahwa oksalat anti-nutrisinya rendah dan aman bagi manusia namun benih tersebut belum

dieksploitasi

karena

ada

kekurangan

informasi

mengenai

sifat

aerodinamika benih yang akan digunakan dalam perancangan mesin yang akan membersihkan dan memisahkan benih. , kernel dan sekam selama penghilangan tanaman. Bahan yang tidak diinginkan dapat diparkir dengan biji labu ular selama penanganan. Juga ada kebutuhan untuk memisahkan sekam dari kernel setelah menembaki biji labu ular. Dengan meningkatnya pemanfaatan benih labu ular sebagai sumber bahan baku industri, tantangan terbesar bagi tanaman adalah merancang mesin decorticating untuk melepaskan benih dari biji. Dalam perancangan ruang pembersihan mesin decortic labour ular, pengetahuan yang akurat tentang sifat aerodinamis benih, kernel, dan sekam sangat penting. Misalnya jika kecepatan udara lebih rendah dari kecepatan terminal sekam, kernel dan sekam tidak akan lepas, tapi jika kecepatannya terlalu tinggi maka kernel dan sekamnya akan ditiupkan ke celah yang akan meningkatkan kehilangan biji Selain itu, bahan pertanian secara rutin disampaikan menggunakan aliran udara pada conveyor pneumatik. Desain yang tepat dari peralatan ini membutuhkan pengetahuan aerodinamika tentang benih dan kernel. Pengetahuan yang tidak memadai mengenai properti ini dapat menyebabkan penggunaan kecepatan udara yang lebih tinggi dari yang dibutuhkan yang akan mengakibatkan kerusakan butir dan pemborosan energi sementara kecepatan udara rendah dapat menyebabkan stagnasi pada sistem. Kecepatan terminal dari banyak biji telah diukur namun labu ular masih belum termasuk dalam literatur. Caman (1996) menggunakan tabung dropping di berbagai ketinggian. Durasi musim gugur diplot sebagai fungsi jarak vertikal. Kemiringan bagian linier kurva jarak versus waktu menunjukkan kecepatan terminal benih. Dia menemukan bahwa kecepatan terminal benih mijumiju meningkat dengan kenaikan kadar air. Bilansk dan Lal (1965) menggunakan terowongan angin untuk mengukur kecepatan terminal dari kernel gandum dan jerami. Mereka menemukan bahwa kecepatan terminal dari kernel gandum adalah

antara 8.8 dan 9.2 m / s. Shellard dan Macmillan (1978) juga menggunakan terowongan angin untuk menentukan kecepatan terminal dari kernel gandum Olimpiade. Mereka menemukan bahwa kecepatan terminal antara 7,50 sampai 8,50 m / s. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kecepatan terminal biji labu ular, kernel dan sekam untuk mengetahui pengaruh kandungan air di dalamnya dan memberikan data yang berguna dalam merancang ruang pemisah dari mesin decorticating. 1.2 Latar Belakang Teoretis Sifat Aerodinamika Kecepatan udara di mana benda tetap dalam keadaan tersuspensi dalam pipa vertikal di bawah aksi arus udara disebut kecepatan terminal objek. Jadi, pada musim gugur bebas, benda tersebut mencapai kecepatan terminal konstan, Vt., Ketika gaya akselerasi gravitasi, Fg, sama dengan gaya tarik penolak ke atas, Fr. Hen ------------------------------------------ (1) Kapan = ----------------------------- (2) Dimana: Vt = kecepatan terminal, m / detik W = berat bahan, kg = kepadatan massa partikel dan cairan ap = daerah proyeksi partikel tegak lurus terhadap arah gerak, m2 Jika lebih besar dari pada gerakan partikel akan turun saat partikel berada dalam kondisi steady state. Jika fluida lebih padat daripada partikel, partikel tersebut lebih besar dari, partikel akan naik selama kondisi steady-state. Mohsenin (1978), menjelaskan bahwa jika sebuah benda diturunkan dari ketinggian yang cukup, gaya gravitasi akan mempercepatnya sampai gaya tarik yang diberikan oleh udara menyeimbangkan gaya gravitasi. Kemudian akan jatuh pada kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal. Cd = --------------------------- (4) Mg = ½. . ------------------------ (5) Dimana koefisien drag, M massa benih (g), ρa kepadatan udara (kg / m3), Va kecepatan udara (m / s) dan area depan (proyeksi) petal benih ke arah aliran udara (m2) dan g adalah akselerasi akibat gravitasi (m /).

Bahan dan metode Benih

dikumpulkan

dari

pertanian

demonstrasi

Departemen

Pertanian

LadokeAkintola University of Technology, Ogbomoso, Nigeria. Benih ini dibersihkan secara manual untuk menghilangkan semua benda asing sebelum dikondisikan. Penentuan Kandungan Air Kandungan air benih ditentukan dengan menggunakan metode pengeringan oven yang diadopsi oleh Ogunsina et al. (2009); dan Ozguven dkk. (2005). Sampel benih yang ditimbang disimpan dalam oven pada suhu 105oC selama 6 jam. Sampel ditimbang lagi pada akhir periode untuk menentukan berat akhir. Percobaan ini direplikasi lima kali dan berat rata-rata dicatat. Hubungan di bawah ini digunakan dalam menghitung kadar air. Moisture content = (Wᵢ - Wf) / wᵢ × 100 ------------ (6) Dimana Wᵢ = berat awal dan Wf = berat akhir Penentuan Kandungan Air Karena kandungan air alami dari biji labu tidak sama dengan yang digunakan, teknik pembasahan diadopsi dari Gembala dan Bhardwaj (1986); Carman (1996); Deshpande dkk. (1993); dan Aydin (2007) digunakan untuk mendapatkan kadar air yang berbeda yang digunakan dalam mempelajari pengaruh kadar air pada sifat aerodinamis benih labu ular, kernel dan sekam. Tingkat kelembaban yang diinginkan disiapkan dengan menyemprotkan sejumlah air suling yang dihitung pada sampel dengan menggunakan persamaan di bawah ini. Ww = [(M2 - M1) ÷ 100] M0 ----------------- (7) Dimana: Mw = massa air tambahan (g), M2 membutuhkan kadar air%, M1: kadar air awal (%), Setelah penyemprotan air, bijinya disimpan di wadah yang kencang dan disimpan pada suhu rendah di kulkas agar sampel bisa menyeimbangkan. Sebelum memulai tes, jumlah sampel yang dibutuhkan diambil dari kulkas dan dibiarkan memanas sampai suhu kamar.

Penentuan Sifat Aerodinamika Benih Ulat Ular Kecepatan terminal diukur dengan menggunakan kolom udara yang terdiri dari terowongan angin vertikal seperti ditunjukkan pada Plate 3 yang dirancang dan dibuat untuk penelitian ini. Ini terdiri dari plastik transparan atas labu (pir peck), layar (wire mesh), kipas aksial, frame dan blower perumahan. Setiap sampel benih pada kelembaban yang dibutuhkan dijatuhkan ke aliran udara dari atas kolom udara dan kecepatan udara disesuaikan sampai benih ditangguhkan di aliran udara. Kecepatan udara di dekat lokasi suspensi butir diukur dengan anemometer yang memiliki keakuratan 0.1m / s. Pengukuran kecepatan udara direplikasi lima kali untuk setiap perlakuan. Pengukuran Pengaruh Kandungan Pelembab Terhadap Koefisien Serapan Benih dan Kacang Ular Ular Kekuatan serentak partikel kecil (seperti biji biji) tidak dapat diukur secara langsung oleh terowongan angin sehingga dihitung dari kecepatan terminalnya yang diukur dan digunakan secara eksperimental melalui formula ini. M.g = V ----------------------------------- (8) Dimana = () -------------------------- (9) Dan M = Massa objek (kg), g = percepatan gravitasi (m / s2) l = Kepadatan udara (kg / m3), A = luas proyeksi (m2), Vt = Kecepatan terminal (m / s) hasil dan Diskusi Kecepatan terminal dan koefisien drag biji labu ular, kernel dan sekam diperoleh sebagai fungsi kadar air pada empat tingkat kelembaban. Hasil percobaan seperti yang dilaporkan di bawah ini. Pengaruh Kandungan Pelembaban pada Kecepatan Terminal Benih Ulat Ular Hasil percobaan pada kecepatan terminal biji labu ular pada kandungan air berbeda disajikan pada Gbr.1. Karena kadar air meningkat dari 6,80 menjadi 14,00%, kecepatan terminal juga meningkat dari 2,45 menjadi 3,98 m / s untuk benih, 2,21 sampai 3,09m / s untuk kernel dan 1,35-1,77 m / s untuk sekam. Hasilnya serupa dengan yang dilaporkan oleh Aydin dan Ozcan

(2006), Kural dan Carman (1999). Peningkatan kecepatan terminal dengan kenaikan kadar air dapat dikaitkan dengan kenaikan berat biji labu individu per unit daerah depan yang dipresentasikan ke aliran udara. Persamaan regresi yang berkaitan dengan kadar air dan kecepatan terminal biji labu ular, kernel dan sekam disajikan sebagai persamaan 10, 11 dan 12 masing-masing. (k) = 0,271Mc + 1,935 = 0,956 ------------- (10) (s) = 0,549Mc + 1,83 = 0,956 --------------------- (11) (ch) = 0.144Mc + 1.17 = 0.96 --------------- (12) Dimana: (s) = kecepatan terminal benih, (k) = kecepatan terminal kernel (ch) = kecepatan terminal sekam. Mc = kadar air Analisis statistik pengaruh kadar air pada kecepatan terminal adalah seperti disajikan pada Tabel 1 yang menunjukkan bahwa pengaruh kadar air pada kecepatan terminal signifikan (p <0,05). Ini menyiratkan bahwa dalam perancangan peralatan pengolahan dimana sifat aerodinamis diperlukan efek kadar air juga harus diperhatikan. Ara.

Gambar 1. Pengaruh Kandungan Pelembaban pada Kecepatan Terminal Benih Ulat Ular, Kernel dan Chaff Pengaruh Kandungan Moisture terhadap Koefisien Drag Benih, Kernel dan Sekam Ular Hasil percobaan pengaruh kadar air terhadap koefisien drag seperti pada Gambar 2. Namun, koefisien drag sekam labu ular ternyata lebih tinggi dari pada biji dan

kernel karena bobotnya yang lebih ringan dimana udara berada. mudah terdispersi Hubungan antara kadar air dan koefisien drag adalah seperti yang disajikan dalam persamaan regresi di bawah ini: Tarik coef f. (sekam) = 0.132Mc - 0.642Mc + 10.12 = 0.843 -------------- (13) Tarik coef f. (biji) = 0.22Mc + 1.144Mc + 3.565 = 0.920 ------------- (14) Tarik coef f. (kernel) = 1.085Mc - 1.523 + 3.565 = 0.985 ------------- (15) Hasil analisis statistik pengaruh kadar air pada koefisien drag menunjukkan bahwa pengaruhnya signifikan terhadap koefisien drag benih pada 0,05 tingkat signifikan pada kernel dan sekam.

Gambar 2. Pengaruh Kandungan Kelembaban pada Koefisien Serapan Benih Ular Ular Tabel 1. Ringkasan Analisis Statistik Variance mengenai pengaruh kadar air terhadap kecepatan terminal dan koefisien drag biji labu ular dan kernel (signifikan pada 0,05)

Source of SS

MS

F

P-Value

F-

Variation Ter.V(S) Ter.V(K) Ter.V(C) Drag(K)

25.33604 20.97404 19.202 104.9993

8.445346 6.991346 6.400667 34.99975

2.350274 1.504806 1.24317 13.46964

0.250547 0.372573 0.431123 0.030196

Critical 9.276619 9.276619 9.276619 9.276619

Drag (C)

37.15124

12.38375

9.886597

0.045937

9.276619

Kesimpulan Analisis statistik menunjukkan bahwa pengaruh kadar air pada sifat aerodinamis labu ular yang diteliti cukup signifikan. Oleh karena itu wajib bahwa untuk

perancangan yang efektif untuk membersihkan dan memisahkan peralatan untuk biji labu ular, kernel dan sekam, kadar air biji harus dipertimbangkan. Kemudian direkomendasikan dari hasil percobaan ini bahwa dalam perancangan pemisah atau pembersihan bilik dari dekortikator asam labu ular, kecepatan terminal harus lebih dari 1,35 m / s (kecepatan terminal sekam), namun kurang dari 2,21 m / s (kecepatan terminal kernel).