Tray Dryer Baru Dari Mirna.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Tujuan Percobaan 1. Mengetahui proses pengeringan dan membuat kurva laju pengeringan dengan suhu konstan. 2. Mempelajari pengaruh variasi laju alir terhadap perilaku pengeringan padatan basah dengan suhu konstan. 3. Membuat kurva kadar air Vs Waktu 4. Membuat kurva kecepatan pengeringan Vs Kadar air.

1.2. Tijauan Pustaka 1.2.1. Pengertian Pengeringan Pengeringan adalah proses pengeluaran air atau pemisahan air dalam jumlah yang relatif kecil dari bahan dengan menggunakan energi panas. Hasil dari proses pengeringan adalah bahan kering yang mempunyai kadar air setara dengan kadar air keseimbangan udara (atmosfir) normal atau setara dengan nilai aktivitas air yang aman dari kerusakan mikrobiologis, enzimatis, dan kimiawi. Proses pengeringan dilakukan dengan cara penguapan air. Cara ini dilakukan dengan menurunkan kelembaban udara dan mengalirkan udara panas di sekeliling bahan, sehingga tekanan uap air bahan lebih besar dari pada tekanan uap air di udara. Perbedaan tekanan ini menyebabkan terjadinya aliran uap air dari bahan ke udara. Tujuan dari pengeringan pada prinsipnya adalah menurunkan kadar air suatu produk sehingga memenuhi rencana pengunaan selanjutnya. Secara garis besar pengeringan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu pengeringan secara alami (natural drying) dan pengeringan buatan (artificial drying). Pengeringan sacara alami dapat dilakukan dengan cara menjemur di bawah sinar matahari (sun drying). Sedangkan pengeringan secara buatan dilakukan dengan mengggunakan alat pengering. Alat-alat pengering itu antara lain tray dryer, screen conveyor dryer, tower dryer, rotary dryer, dan spray dryer.

1.2.2. Kandungan Air Dalam Bahan Seperti proses perpindahan masa lainnya, pengeringan juga diperlakukan sama yaitu pendekatan dengan hubungan keseimbangan. Bahan yang dikeringkan dikontakan dengan campuran udara-uap, maka diperlukan data keseimbangan antara udara-uap dengan bahan yang dikeringkan. Kandungan air dalam suatu bahan dapat dinyatakan atas dasar basah (% berat) atau atas dasar kering yaitu perbandingan jumlah air dengan jumlah bahan kering. kg H2O kg bahan kering MA

Dasar basah : X = 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵𝐾 x 100% Dasar kering : X = 𝑀𝐴⁄𝑀𝐵𝐾

𝑥

x = 1+𝑥 x 100%

Dimana : MA : Massa H2O (kg) MBK : Masa bahan kering (kg) Suatu padatan basah jika dikontakan kelembaban tetap,

dengan udara pada suhu dan

akan diperoleh kandungan air dalam bahan mencapai

keseimbangan. Kandungan air dinyatakan dalam kg air/kg bahan kering : 1.

Kandungan air keseimbangan Bagian air yang terdapat di dalam zat padat yang basah yang tidak dapat dikeluarkan dengan udara.

2.

Kandungan air bebas Bagian air diatas jumblah air keseimbangan yang dapat dihilangkan dengan proses pengeringan.

3.

Air terikat Cairan yang dikandung oleh suatu bahan pada kelembaban relatif 100% yang terikat secara kimia.

4.

Air tak terikat Cairan yang merupakan kelebihan dari air terikat.

1.2.3. Laju Pengeringan Laju pengeringan diperlukan untuk merencanakan jadwal (waktu) pengeringan dan untuk memperkirakan ukuran alat yang digunakan untuk pengeringan suatu bahan tertentu. Dalam kaitan dengan ini perlu diketahui berapa lama diperlukan untuk mengeringkan suatu bahan dari suatu kandungan air yang lain dan bagaimana pula pengaruh kondisi udara pengering terhadap waktu tersebut. Laju pengeringan didefinisikan sebagai jumlah air yang menguap per satuan waktu per satuan luas. Mula-mula setelah bahan berkontak dengan udara pengering, terjadi perubahan suhu bahan padat sampai suatu harga yang mantap (steady). Setelah keadaan mantap selesai, laju pengeringan akan tetap untuk selang waktu tertentu. Periode ini disebut periode pengeringan dengan laju tetap (constant rate periode). Untuk penguapan air diperlukan panas, yang diperoleh dari medium pengering. Pada keadaan mantap, laju perpindahan panas seimbang dengan laju penguapan. Jumlah panas yang bersangkutan dengan peguapan air dipindahkan secara konveksi, konduksi, dan radiasi sehingga merupakan gabungan untuk konduksi, konveksi, dan radiasi. Dalam banyak hal, konduksi dan radiasi kecil dapat diabaikan (suhu dinding dan udara tidak tinggi) bila dibanding dengan panas yang dipindahkan secara konveksi. Sebaliknya dalam beberapa alat radiasi dan konduksi berperan sedangkan konveksi dapat diabaikan. Periode pengeringan dengan laju tetap berakhir pada saat kandungan air mencapai kandungan air kritis. Mulai saat air kritik ini perpindahan air dari dalam ke permukaan tidak cukup cepat untuk mengimbangi penguapan air dari permukaan. Kandungan air kritik bergantung pada mudah tidaknya gerakan air dalam bahan, dengan demikian bergantung pada susunan pori-porinya. Hal ini tidak dapat diperkirakan karena struktur pori-pori suatu bahan sangat rumit, tidak seragam dan berbeda-beda utuk suatu bahan. Perhitungan laju pengeringan R=-

𝑊𝑝𝑑𝑋 𝐴𝑑

=

𝑁𝐴 𝑀𝐴 𝐴

NA : Jumlah air yang berpindah, mol/jam MA : Berat molekul air Persamaan tersebut dapat diatur untuk kemudian diintegrasi untuk mendapatkan waktu pengeringan. 1

𝑊𝑝

 = ∫1 𝑑 = -

𝐴

𝑋1 𝑑𝑋

∫𝑋0

𝑅

Dimana Xo = Kandungan air mula-mula X1 = Kandungan air pada akhir pengeringan 1.

Periode laju tetap Laju penguapan tetap = Rk berlangsung samapai Xk 𝑊𝑝

 - o = k = - 𝐴𝑅𝑘 (Xk – Xo) Xk = kandungan air kritis k = waktu pengeringan selama laju tetap 2.

Periode laju menurun Bila kandungan air telah lebih kecil dari kandungan air kritik, laju

pengeringan mulai menurun terus sampai akhirnya berhenti pada saat kandungan air kesetimbangan tercapai. Perhitungan dilakukan secara umum dengan membuat kurva laju pengeringan sembarang. Itegrasi dilakukan secara grafik. Buat kurva 1/R Vs X kemudian ukur luasnya. =-

𝑊𝑝 𝐴

𝑋2 𝑑𝑋

∫𝑋1

𝑅

Laju pengeringan periode ini lebih dikuasai oleh difusi masa dan panas di dalam pori-pori bahan. Pada periode ini laju alir udara pengering kurang berpengaruh.

1.2.4. Jenis-Jenis Pengering Pemilihan jenis pengering yang sesuai untuk suatu produk ditentukan oleh kualitas produk akhir yang diinginkan, sifat bahan yang dikeringkan dan biaya produksi atau pertimbangan ekonomi. Beberapa jenis pengering telah digunakan secara komersial dan jenis pengeringan tertentu cocok untuk produk yang lain. Berdasarkan bahan yang akan dipisahkan, dryer terdiri dari :

1.

Pengering untuk zat padat dan tapal : Rotary dryer (Pengering putar)

2.

-

Screen conveyor dryer

-

Tower dryer (Pengering menara)

-

Screw conveyor dryer (Pengering konveyor sekrup)

-

Tray dryer (Pengering tipe rak)

Pengeringan larutan dan bubuk -

Spray dryer (Pengering semprot)

-

Thin film dryer (Pengering film tipis)

Pengeringan dimana zat padat bersentuhan langsung dengan udara panas disebut pengering adiabatik (adiabatic dryer) atau pengeringan langsung (direct dryer). Bila perpindahan kalor berlangsung dari suatu medium luar dinamakan pengering nonadiabatik atau pengering tak langsung. Pada beberapa unit terdapat gabungan pengeringan adiabatik dan nonadiabatik, pengering ini biasa disebut langsung-tak langsung (direct-indirect-dryer).

1.2.5. Tray Dryer Tray dryer atau alat pengering tipe rak, mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Pada umumnya rak tidak dapat dikeluarkan. Beberapa alat pengering jenis ini raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat pengeringnya. Bahan diletakkan di atas rak (tray) yang terbuat dari logam yang berlubang. Kegunaan lubang-lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas. Ukuran yang digunakan bermacam-macam, ada yang 200 cm2 dan ada juga yang 400 cm2. Luas rak dan besar lubang-lubang rak tergantung pada bahan yang dikeringkan. Apabila bahan yang akan dikeringkan berupa butiran halus, maka lubangnya berukuran kecil. Pada alat pengereing ini bahan selain ditempatkan langsung pada rak-rak, juga dapat ditebarkan pada wadah lainnya misalnya pada baki dan nampam. Kemudian baki dan nampan ini disusun di atas rak yang ada di dalam alat pengering.

Selain alat pemanas udara, biasa juga digunakan kipas (fan) untuk mengatur sirkulasi udara di dalam alat pengering. Udara yang telah melewati kipas masuk ke dalam pemanas, pada alat ini udara dipanaskan terlebih dahulu kemudian dialirkan diantara rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara panas didalam alat pengering bisa dari atas ke bawah dan bisa juga dari bawah ke atas, sesuai dengan ukuran bahan yang dikeringkan. Untuk menentukan arah aliran udara panas ini maka letak kipas juga harus disesuaikan.

a. Prinsip Kerja Udara panas disirkulasikan pada kecepatan 7-15 ft/det diantara Rak dengan bantua kipas dan motor, mengalir melalui pemanas. Sekat-sekat membagikan udara itu secara seragam diatas susunan Rak. Sebagian udara basah diventilasikan keluar melalui Rak pembuang, sedangkan udara segar masuk melalui pemasuk. Seperti yang terlihat pada Gambar 1.2.5-1.

Gambar 1.2.5-1. Prinsip Kerja Tray Dryer Pengering ini dapat beroperasi dalam vakum dan dengan pemanasan tak langsung. Uap dari zat padat dikeluarkan dengan ejector atau pompa vakum. Pengeringan dengan sirkulasi udara menyilang lapisan zat padat memerlukan waktu sangat lama dan siklus pengeringan panjang yaitu 4-8 jam per tumpak. Selain itu dapat juga digunakan sirkulasi tembus, tetapi tidak ekonomis karena pemendekan siklus pengeringan tidak akan mengurangi biaya tenagakerja yang diperlukan untuk setiap tumpak. Alat tersebut juga digunakan untuk mengeringkan hasil pertanian berupa biji-bijian. Bahan diletakkan pada suatu bak yang dasarnya berlubang-lubang

untuk melewatkan udara panas. Bentuk bak yang digunakan ada yang persegi panjang dan ada juga yang bulat. Bak yang bulat biasanya digunakan apabila alat pengering menggunakan pengaduk, karena pengaduk berputar mengelilingi bak. Kecepatan pengadukan berputar disesuaikan dengan bentuk bahan yang dikeringkan, ketebalan bahan, serta suhu pengeringan. Biasanya putaran pengaduk sangat lambat karena hanya berfungsi untuk menyeragamkan pengeringan. Adapun Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengeringan bahan (kadar air akhir), yaitu: a)

Struktur bahan beserta parameter pengeringan

b) Dimensi bahan yang akan dikeringkan c)

Suhu medium pemanas

d) Berbagai laju perpindahan pada permukaan e)

Kesetimbangan kadar air (Hudaya, 2000) Keuntungan dari alat pengering jenis itu sebagai berikut:

a)

Laju pengeringan lebih cepat

b) Kemungkinan terjadinya Over Drying lebih kecil c)

Tekanan udara pengering yang rendah dapat melalui lapisan bahan yang dikeringkan.

b. Spesifikasi Alat Tray drier terdiri dari beberapa komponen yang memiliki fungsi masingmasing dalam proses pengeringan. Seperti yang terlihat pada Gambar 1.2.5-2.

Gambar 1.2.5-2. Tray Dryer

Alat pengering tipe Rak (Tray Dryer) mempunyai bentuk persegi dan di dalamnya berisi Rak-rak yang digunakan sebagai tempat bahan yang akan dikeringkan. Terdiri dari sebuah ruang dari logam lembaran yang berisidua buah truk yang mengandung Rak-rak (H), setiap Rak memiliki sebuah Rak dangkal, sekitar 30 in persegi dan tebal 2 - 6 in, yang penuh dengan bahan yang akan dikeringkan. Udara panas disirkulasikan pada kecepatan 7 - 15 ft/det diantara Rak dengan bantuan kipas (C) dan motor (D), mengalir melalui pemanas (E). Sekatsekat (G) membagikan udara itu secara seragamdiatas susunan Rak. Sebagian udara basah diventilasikan keluar melalui Rak pembuang (B), sedangkan udara segar masuk melalui pemasuk (A). Rak-Rak itu disusun diatas roda truk (I) sehingga pada akhir siklus pengeringan truk didapat ditarik keluar dari kamar dan dibawa ke stasiun penumpahan Rak. Pada umumnya Rak tidak dapat dikeluarkan. Beberapa alat pengering jenis itu Rak-raknya mempunyai roda sehingga dapat dikeluarkan dari alat pengering. Ikan-ikan diletakkan di atas Rak yang terbuat dari logam dengan alas yang berlubang-lubang. Kegunaan dari lubang tersebut untuk mengalirkan udara panas dan uap air. Ukuran Rak yang digunakan bermacam-macam, ada yang luasnya 200 cm2 dan ada juga yang 400 cm2. Luas Rak dan besar lubang-lubang Rak tergantung pada bahan yang akan dikeringkan. Selain alat pemanas udara, biasanya juga digunakan kipas (Fan) untuk mengatur sirkulasi udara dalam alat pengering. Kipas yang digunakan mempunyai kapasitas aliran 7 - 15 feet per detik. Udara setelah melewati kipas masuk ke dalam alat pemanas, pada alat tersebut udara dipanaskan lebih dahulu kemudian dialirkan diantara Rak-rak yang sudah berisi bahan. Arah aliran udara panas di dalam alat pengering dapat dari atas ke bawah dan juga dari bawah ke atas. Suhu yang digunakan serta waktu pengeringan ditentukan menurut keadaan bahan. Biasanya suhu yang digunakan berkisar antara 80 - 1800C. Tray dryer dapat digunakan untuk operasi dengan keadaan vakum dan seringkali digunakan untuk operasi dengan pemanasan tidak langsung. Uap air dikeluarkan dari alat pengering dengan pompa vakum.

Tray Dryer dapat digunakan untuk mengeringkan segala macam bahan, Pengering Rak ini digunakan untuk pengeringan bahan bernilai tinggi seperti zatzat warna dan bahan farmasi. Alat pengering tipe bak terdiri atas beberapa komponen sebagai berikut : a. Bak Pengering yang lantainya berlubang-lubang serta memisahkan bak pengering dengan ruang tempat penyebaran udara panas (Plenum Chamber). b. Kipas, digunakan untuk mendorong udara pengering dari sumbernya ke Plenum Chamber dan melewati tumpukan bahan di atasnya. c.

Unit pemanas, digunakan untuk memanaskan udara pengering agar kelembapan nisbi udara pengering menjadi turun sedangkan suhunya naik.

c. Jenis-jenis Tray Dryer Pengering Rak (Tray Dryer) terdiri dari dua jenis yaitu : 1. Parallel Flow Tray Parallel Flow Tray atau disebut Compartment Dryer adalah terdiri dari satu ruang atau Cabinet yang didalamnya tersusun atas rak-rak yang digunakan untuk tempat meletakkan bahan yang akan dikeringkan. Parallel Flow Tray ini dilengkapi dengan Fan atau pemanas uap (Steam Heater). Bahan yang dikeringkan berbentuk Sheet (lembaran) atau Cake hasil filtrasi yang diletakkan diatas rak-rak yang dapat diambil dan dipasang kembali. Udara pengering disirkulasikan dan mengalir Parallel atau sejajar dengan permukaan rak. Tebal pengisian bahan, Tray Spacing dan kecepatan media pengering harus dibuat seragam pada tiap Tray. Tebal pengisian bahan pada tiap Tray antara 2 - 10 cm dengan kecepatan gas 1 - 10 m/det. Makin tebal pengisian bahan pada Tray akan menguarangi ongkos tenaga kerja tetapi kapasitas pengeringan secara keseluruhan akan turun karena dengan bertambahnya tebal akan menyebabkan Critical Moisture Content naik sehingga waktu pengeringan akan bertambah. Bahan Rak terbuat dari logam akan membantu perpindahan panas melalui bagian bawah Rak. Laju pengeringan total sekitar 0,2 - 2 kg air yang diuapkan tiap jam tiap m2 permukaan bahan. Effisiensi Thermal dari pengering ini adalah 20 - 50.

b. Through Circulation Tray. Pada Through Circulation Tray hampir mirip dengan Parallel Flow Tray tetapi pada Through Circulation Tray arah aliran media pengering tegak lurus terhadap permukaan Tray. Pada Tray ini bentuknya berlubang atau merupakan saringan yang dilengkapi dengan sekat (Baffle) sehingga gas dapat menembus bahan. Pengering ini dapat digunakan untuk mengeringkan bahan makanan Filter Cake. Laju pengeringan total dalah 1 – 10 kg air yang diuapkan tiap jam tiap m2 luas permukaan Tray. Effisiensi Thermal = 50.

1.2.6 Bahan yang dikeringkan Batu bara adalah bahan tambang non logam yang sifatnya seperti arang kayu, tetapi panas yang dihasilkan lebih besar. Batubara adalah fosil dari tumbuhtumbuhan yang mengalami perubahan kimia akibat tekanan dan suhu yang tinggi dalam kurun waktu lama. Komposisi penyusun batu bara terdiri dari campuran hidrokarbon dengan komponen utama karbon. Di samping itu juga mengandung senyawa dari oksigen, nitrogen, dan belerang. Batu bara diklasifikasikan menurut kadar kandungan karbon yang ada di dalamnya, yaitu berturut-turut makin besar kadarnya lignite, bitumen, dan antrasit. Dapat dilihat pada gambar 1.2.6-1.

Gambar 1.2.6-1. Batu Bara

1. Proses Pembentukan Batu Bara Pembentukan batu bara berasal dari sisa-sisa tumbuhan yang sudah menjadi fosil dan mengendap selama jutaan tahun. Secara umum, tahapan pembentukan batu bara yaitu:



Lapisan tumbuhan menyerap air dan tertekan, membentuk materi cokelat berpori yang disebut gambut.



Lapisan sedimen lain menumpuk di atas gambut, menguburnya makin dalam. Tekanan dan panas tinggi mengubah gambut menjadi batu bara cokelat (lignit).



Panas dan tekanan yang lebih besar mengubah lignit menjadi batu bara hitam yang halus (bitumen).



Bitumen akhirnya menjadi batu bara yang lebih keras dan berkilau (antrasit).

2. Manfaat Batu Bara Batu bara pertama kali dimanfaatkan manusia untuk bahan bakar sekitar abad ke-18 oleh bangsa Cina. Bersamaan dengan berkembangnya industri, batu bara digunakan untuk bahan bakar dalam kegiatan-kegiatan industri (bahan pembuat serat nilon, karet sintesis, bahan campuran pembuatan plastik), pembangkit listrik, bahan bakar kereta api, dan kapal laut. Untuk keperluan rumah tangga, batu bara dibuat dalam bentuk kubus yang disebut briket.

BAB III METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan 1. Tray dryer UOP 8 2. Anemometer 3. Hygrometer 4. Air 5. Batu Bara 6. Stopwatch 3.2 Prosedur Kerja 1. Menghubungkan stop kontak dengan sumber arus listrik 2. Menghidupkan power, air flow control pada posisi 4,5 dan temperatur control pada posisi 4,5. 3. Menimbang wadah kosong. 4. Mengukur luas wadah 5. Menimbang padan batubara kering yaitu 500,13 gr dan 192,75 gr. 6. Menimbang wadah yang berisi padatan batubara kering, masing-masing: Wadah 1 = 500,13 gr Wadah 2 = 192,75 gr 7. Merendam batubara kering kedalam aquadest selama 5 menit. 8. Meniriskan batubara dari aquadest dan menaburkan batubara pada setiap wadah . 9. Menimbang wadah berisi padatang batubara basah. 10. Menghidupkan stowatch dan memasukan wadah berisi padatan batubara basah kedalam alat pengering dan menutupnya rapat-rapat. 11. Menunggu hingga 10 menit kemudian mengukur temperatur, dew point, humidity dan laju alir udara serta berat sampel. 12. Mengulangi pengambilan data sapai berat sampel konstan. 13. Mematikan alat dan memutuskan sumber arus listrik.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Data Hasil Percobaan Bahan Uuran wadah Kecepatan udara Berat zat padat Berat zat padat + wadah Berat zat padat basah + wadah

: Batu bara : 506 cm2 : 0,6 :500,13 gram : 847,57 gram : 868,52 gram

Tabel 4.1-1. Data Berat Padat Kering 500 gram pada Variasi Waktu Pengeringan NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Berat zat padat (basah) + wadah (gr) 868,52 858,43 847,54 837,05 825,37 817,23 109,85 802,64 795,60

Waktu (menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Berat cairan yang tersisa (gr) 858,43 847,54 837,05 825,37 817,23 109,85 802,64 795,60 788,58

Berat cairan yang hilang (gr) 10,09 10,89 10,49 11,68 8,14 7,38 7,21 7,04 7,02

Depan

Belakang

TG

TEB

%H

46 52,1 49,1 47,0 52,2 52,9 48,5 53,7

20,8 38,2 41,2 38,2 35,2 39,1 36,5 34,0 37,4

94 61 58 57 54 51 48 47 44

TG

TEB

%H

48,6 38,4 58,5 52,3 58,8 58,5 53,0 58,0

20,8 39,1 32,0 46,1 39,1 43,4 42,5 37,8 40,8

94 61 60 52 51 47 46 46 43

Tabel 4.1-2. Data Kecepatan Pengeringan Massa 500 gram NO

Waktu (menit)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Kandungan cairan (X1) 𝒈𝒓 𝒂𝒊𝒓 ( ) 𝒈𝒓 𝒛𝒂𝒕 𝒑𝒂𝒅𝒂𝒕 𝒌𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈

0,01190 0,01285 0,01238 0,01378 0,00960 0,00871 0,00851 0,00831 0,00828

Kecepatan pengeringan (N) 𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒄𝒂𝒊𝒓𝒂𝒏 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒉𝒊𝒍𝒂𝒏𝒈 ( ) 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 . 𝒎𝟐

0,00199 0,00108 0,00069 0,00058 0,00032 0,00024 0,00020 0,00017 0,00015

Bahan Uuran wadah Kecepatan udara Berat zat padat Berat zat padat + wadah Berat zat padat basah + wadah

: Batu bara : 506 cm2 : 0,6 :192,75 gram : 540,38 gram : 547,42 gram

Tabel 4.2-3. Data Berat Padat Kering 190 gram pada Variasi Waktu Pengeringan NO 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Berat zat padat (basah) + wadah (gr) 574,42 538,51 531,76 526,18 519,94 516,33 513,52 510,66 508,44

Waktu (menit) 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Berat cairan yang tersisa (gr) 538,51 531,76 526,18 519,94 516,33 513,52 510,66 508,44 506,42

Berat cairan yang hilang (gr) 8,91 6,75 5,58 6,24 3,61 2,81 2,86 2,12 2,02

Depan

Belakang

TG

TEB

%H

46 52,1 49,1 47,0 52,2 52,9 48,5 53,7

20,8 38,2 41,2 38,2 35,2 39,1 36,5 34,0 37,4

94 61 58 57 54 51 48 47 44

TG

TEB

%H

48,6 38,4 58,5 52,3 58,8 58,5 53,0 58,0

20,8 39,1 32,0 46,1 39,1 43,4 42,5 37,8 40,8

94 61 60 52 51 47 46 46 43

Tabe 4.1-4. Data Kecepatan Pengeringan Massa 190 gram NO

Waktu (menit)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Kandungan cairan (X1) 𝒈𝒓 𝒂𝒊𝒓 ( ) 𝒈𝒓 𝒛𝒂𝒕 𝒑𝒂𝒅𝒂𝒕 𝒌𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈 0,01649 0,01249 001033 0,01155 0,00668 0,00520 0,00529 0,00411 0,00374

Kecepatan pengeringan (N) (

𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒄𝒂𝒊𝒓𝒂𝒏 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒉𝒊𝒍𝒂𝒏𝒈 ) 𝒎𝒆𝒏𝒊𝒕 . 𝒎𝟐

0,00176 0,00067 0,00037 0,00031 0,00014 9,25560.10-5 8,07453.10-5 5,48419.10-5 4,43566.10-5

4.2. Pembahasan Praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui proses pengeringan dan membuat kurva laju pengeringan dengan suhu konstan, mempelajari pengaruh variasi laju alir terhadap perilaku pengeringan padatan basah dengan suhu konstan, membuat kurva kadar air Vs Waktu, dan menghitung waktu pengeringan. Pada awalnya, sampel batu bara direndam dalam wadah yang air agar kandungan air bertambah, namun terlebih dahulu dilakukan penimbangan batu bara sebelum direndam air agar mengetahui berat bahan kering dan menimbang berat tray kosong.. Setelah di rendam air, batu bara kemudian di timbang lagi bersama tray kosong sebagai berat bahan basah. Selanjutnya, Proses pengeringan dilakukan dengan menaruh sampel ke dalam rak pengering yang ada pada Tray Dryer. Udara yang dialirkan oleh blower dipanaskan oleh heater bertindak sebagai medium pengering yaitu dilakukan dengan mensetting air flow pada posisi 3 dan mensetting temperatur kontrol pada posisi 5 Setelah operasi berlangsung dilakukan pengambilan data setiap 10 menit selama 90 menit. Data yang diambil antara lain : Berat sampel, tempratur bola kering, % humidity, titik embun, dan laju alir udara. Hal ini dilakukan agar diperoleh hubungan penurunan kadar air dari waktu ke waktu dan hubungan kecepatan pengeringan terhadap kadar air serta menghitung waktu pengeringan. Di dapat data kecepatan pengeringan untuk waktu 10 menit (0,00176), 20 menit (0,00067), 30 menit (0,00037), 40 menit (0,00031), 50 menit (0,00014), 60 menit (9,25560.10-5), 70 menit (8,07453.10-5), 80 menit (5,48419.10-5), dan 90 menit (4,43566.10-5). Dan data kandungan cairan pada waktu 10 menit (0,01649), 20 menit (0,01249), 30 menit (0,01033), 40 menit (0,01155), 50 menit (0,00668), 60 menit (0,00520), 70 menit (0,00529), 80 menit (0,00411), 90 menit (0,00374). Dari data-data tersebut, di buat grafik kurva laju pengeringan. Dari kurva laju pengeringan pada grafik 1 menunjukkan bahwa sampel mengalami penurunan kadar air seiring lamanya waktu yang digunakan selama proses pengering. Pada kurva laju pengeringan pada grafik 2 menunjukkan bahwa semakin besar laju pengeringnya, maka semakin banyak massa kandungan cairan yang hilang. Pada waktu 0 menit kandungan cairan 8,66 , kecepatan pengeringannya adalah 0, hal

ini dikarenakan kecepatan pengeringan dipengaruhi oleh waktu dan luas permukaan wadah bahan padatan. Pada saat tersebut, waktu pengeringannya 0 menit menandakan saat awal bahan batubara basah dimasukkan ke dalam tray dryer. Ukuran partikel berpengaruh juga dalam menentukan lamanya waktu pengeringan karena dengan ukuran partikel yang lebih kecil maka luas permukaan kontak antara partikel padatan dengan udara menjadi lebih besar. Penggunaan menggunakan tray drier yang terbuat dari besi dapat mempercepat proses pengeringan sampel. Berdasarkan

percobaan

yang

dilakukan

diperoleh

data

kecepatan

pengeringan yang berhubungan dengan kandungan cairan dan waktu pengering. Proses pengeringan batu bara basah dengan udara panas dilakukan dengan variasi waktu. Semakin besar kandungan air dalam sampel maka dibutuhkan waktu yang semakin lama untuk proses pengeringan. Dengan demikian diperoleh data kecepatan pengering yang berbanding lurus dengan kandungan cairan pada bahan. Semakin banyak kandungan cairan pada batubara, maka kecepatan pengering semakin lama.

BAB V PENUTUP

5.1 KESIMPULAN 1. Semakin banyak kandungan air bahan maka dibutuhkan waktu yang semakin lama untuk proses pengeringan. 2. Laju alir pengeringan yang dikonstankan dan temperatur kontrol yang divariasikan

menyebabkan waktu pengeringan yang berbeda disetiap

waktunya. 3. Partikel dengan ukuran lebih kecil membutuhkan waktu pengeringan yang lebih cepat.

LAMPIRAN

1.

Diketahui A. Ukuran wadah

: 506 cm2

B. Kecepatan udara

: 0,6

C. Berat zat padat

: 500,13 gram

D. Berat zat padat + wadah

: 847,57 gram

E. Berat zat padat basah + wadah : 868,52 gram F. Berat wadah

2.

: 347,63 gram

Perhitungann a. Berat Bahan Padat Kering =( Wadah Kosong + batu bara ) – Wadah Kosong = (347,63 + 500,13) gram – 347,63 = 500,13 gram b. A (luas Penampang Wadah ) = P×L = 27,5 m × 18,4 m = 506 cm²

3.

Massa Zat Cair Yang Hilang ( Notasi =𝑾𝑳 ) 𝑾𝑳 = ( Massa zat padat basah + wadah ) – (massa zat padat tersisa) 1. Untuk No.1 𝑊𝐿 = (868,52 – 858,93 ) gram = 10,09 gram 2. Untuk No.2 𝑊𝐿 = (858,43 –847,54) gram = 10,89 gram 3. Untuk No.3 𝑊𝐿 = (847,54– 837,05 ) gram = 10,49 gram

4. Untuk No.4 𝑊𝐿 = (837,05 – 825,37 ) gram = 11,68 gram 5. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (825,37 – 817,23 ) gram = 8,14 gram 6. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (817,23 – 809,85 ) gram = 7,38 gram 7. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (809,85 – 802,64 ) gram = 7,21 gram 8. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (802,64 – 795,60 ) gram = 7,04 gram 9. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (795,60 – 788,58 ) gram = 7,02 gram

4. Massa Bahan Padat Basah ( Notasi =𝑾𝑩 ) 𝑾𝑩 = ( Massa zat padat basah + wadah ) – (Wadah Kosong) 1. Untuk No.1 𝑊𝐵 = (868,52 – 347,63 ) gram = 520,89 gram 2. Untuk No.2 𝑊𝐵 = ( 858,43– 347,63 ) gram = 510,8 gram 3. Untuk No.3 𝑊𝐵 = (847,54 – 347,63) gram = 499,91 gram

4. Untuk No.4 𝑊𝐵 = (837,05 – 347,63) gram = 489,42 gram 5. Untuk No.5 𝑊𝐵 = (825,37 – 347,63) gram = 477,74 gram 6. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (817,23 – 347,63) gram = 469,6 gram 7. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (809,85 – 347,63) gram = 462,22 gram 8. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (802,64 – 347,63) gram = 455,01 gram 9. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (795,60 – 347,63) gram = 447,97 gram

5. Kecepatan Pengeringan (X1) 𝒈𝒓𝒂𝒎 𝑨𝒊𝒓

X1 = 𝑮𝒓𝒂𝒎 𝒁𝒂𝒕 𝑷𝒂𝒅𝒂𝒕 𝑲𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈 1. Untuk No.1 10,09 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01190

2. Untuk No.2 10,89 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01285

3. Untuk No.3 10,49 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01238

4. Untuk No.4 11,68 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01378

5. Untuk No.5 8,14 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00960

6. Untuk No.6 7,38 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00871

7. Untuk No.7 7,21 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00851

8. Untuk No.8 7,04 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00831

9. Untuk No.9 7,02 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 847,57

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00828

6. Kecepatan Pengeringan (N) N= 1.

𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒄𝒂𝒊𝒓𝒂𝒏 𝒉𝒊𝒍𝒂𝒏𝒈 𝑨.𝒕

Untuk No.1 10,09 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 × 10 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00199 g/m².min 2.

Untuk No.2 10,89 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 ×20 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00108 g/m2.min 3.

Untuk No.3 10,49 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 × 30 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,000691g/m².min 4.

Untuk No.4 11,68 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×40 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00058 g/m².min 5.

Untuk No.7 8,14 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×50 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00032 g/m².min 6.

Untuk No.7 7,38 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×60 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00024g/m².min

7.

Untuk No.7 7,21 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×70 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,0002 g/m².min 8.

Untuk No.7 7,04 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×80 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00017g/m².min 9.

Untuk No.7 7,02𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×90 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00015 g/m².min 7. Diketahui G. Ukuran wadah

: 506 cm2

H. Kecepatan udara

: 0,6

I. Berat zat padat

: 192,75 gram

J. Berat zat padat + wadah

: 540,38 gram

K. Berat zat padat basah + wadah : 547,42 gram L. Berat wadah

: 347,63 gram

8. Perhitungann 1.

Berat Bahan Padat Kering =( Wadah Kosong + batu bara ) – Wadah Kosong = (347,63 + 192,75) gram – 347,63 = 192,75 gram

2. A (luas Penampang Wadah ) = P×L = 27,5 m × 18,4 m = 506 cm²

9. Massa Zat Cair Yang Hilang ( Notasi =𝑾𝑳 ) 𝑾𝑳 = ( Massa zat padat basah + wadah ) – (massa zat padat tersisa) 1. Untuk No.1 𝑊𝐿 = (547,42 – 538,51) gram = 8,91 gram 2. Untuk No.2 𝑊𝐿 = (538,51 – 531,76) gram = 6,75 gram 3. Untuk No.3 𝑊𝐿 = (531,76 – 526,18 ) gram = 5,58 gram 4. Untuk No.4 𝑊𝐿 = (526,18 – 519,94 ) gram = 6,24 gram 5. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (519,94 – 516,33 ) gram = 3,61 gram 6. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (516,33 – 513,52 ) gram = 2,81 gram 7. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (513,52 – 510,66 ) gram = 7,21 gram 8. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (510,66 – 508,44 ) gram = 2,12 gram 9. Untuk No.5 𝑊𝐿 = (508,44 – 506,42 ) gram = 2,02 gram

10. Massa Bahan Padat Basah ( Notasi =𝑾𝑩 ) 𝑾𝑩 = ( Massa zat padat basah + wadah ) – (Wadah Kosong) 1. Untuk No.1 𝑊𝐵 = (547,42 – 347,63 ) gram = 199,79 gram 2. Untuk No.2 𝑊𝐵 = ( 538,51– 347,63 ) gram = 190,88 gram 3. Untuk No.3 𝑊𝐵 = (531,76– 347,63) gram = 184,13 gram 4. Untuk No.4 𝑊𝐵 = (526,18 – 347,63) gram = 178,55 gram 5. Untuk No.5 𝑊𝐵 = (519,94 – 347,63) gram = 172,31 gram 6. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (516,33– 347,63) gram = 168,7gram 7. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (513,52 – 347,63) gram = 165,89 gram 8. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (510,66 – 347,63) gram = 163,03 gram 9. Untuk No.6 𝑊𝐵 = (508,44 – 347,63) gram = 160,81 gram

13. Kecepatan Pengeringan (X1) 𝒈𝒓𝒂𝒎 𝑨𝒊𝒓

X1 = 𝑮𝒓𝒂𝒎 𝒁𝒂𝒕 𝑷𝒂𝒅𝒂𝒕 𝑲𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈 1. Untuk No.1 8,91 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01649

2. Untuk No.2 6,75 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01249

3. Untuk No.3 5,58 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,01033

4. Untuk No.4 6,24 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38 𝑔𝑟𝑎𝑚 = 0,01155 5. Untuk No.5 3,61 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00668

6. Untuk No.6 2,81 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00520

7. Untuk No.7 2,86 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00529

8. Untuk No.8 2,12 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00411

9. Untuk No.9 2,02 𝑔𝑟𝑎𝑚

X1 = 540,38

𝑔𝑟𝑎𝑚

= 0,00374

12. Kecepatan Pengeringan (N) N=

𝒃𝒆𝒓𝒂𝒕 𝒄𝒂𝒊𝒓𝒂𝒏 𝒉𝒊𝒍𝒂𝒏𝒈 𝑨.𝒕

1. Untuk No.1 8,91 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 × 10 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00176 g/m².min 2. Untuk No.2 6,75 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 ×20 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00067 g/m2.min 3.

Untuk No.3 5,58 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚2 × 30 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00037g/m².min 4.

Untuk No.4 6,24 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×40 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00031 g/m².min 5.

Untuk No.7 3,61 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×50 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 0,00014 g/m².min 6.

Untuk No.7 N=

7.

2,81 𝑔𝑟𝑎𝑚 506 𝑚²×60 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡

= 9,25560×10-5g/m².min

Untuk No.7 2,86 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×70 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 8,07453×10-5 g/m².min 8.

Untuk No.7 2,22 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×80 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 5,48419×10-5g/m².min 9.

Untuk No.7 2,02 𝑔𝑟𝑎𝑚

N = 506 𝑚²×90 𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡 = 4,43566×10-5 g/m².min

14. Kurva hasil percobaan 1. Kurva Hubungan Kandungan Cairan dengan Waktu pada massa 500,13 gram 00,000 00,000

kandungn cairan

00,000 00,000 00,000 Series1

00,000 00,000 00,000 00,000 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Waktu

2. Kurva Hubungan Kecepatan Pengeringan dengan Kandungan Cairan pada massa 500,13 gram 0.002 0.0018 0.0016

laju pengeringan

0.0014 0.0012 0.001 0.0008

Series1

0.0006 0.0004

0.0002 0 00,000

00,000

00,000

00,000

kandungan cairan

00,000

3. Kurva Hubungan Kandungan Cairan dengan Waktu pada massa 192,75 gram 0.018 0.016

kandungan cairan

0.014 0.012 0.01 0.008

Series1

0.006 0.004

0.002 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Waktu

4. Kurva Hubungan Kecepatan Pengeringan dengan Kandungan Cairan pada massa 192,75 gram 0.002 0.0018

laju pengeringan

0.0016 0.0014

0.0012 0.001 0.0008

Series1

0.0006 0.0004 0.0002 0 0

0.005

0.01 kandungan cairan

0.015

0.02