analisis perpindahan panas mesin pengering ikan …

98
i Halaman Judul TUGAS AKHIR – TF 141581 ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN TERHADAP PENGARUH VARIASI MASSA IKAN DAN KECEPATAN BLOWER MOKH. FAHMI IZDIHARRUDIN NRP. 02311440000028 Dosen Pembimbing Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T. DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2018

Upload: others

Post on 23-Oct-2021

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

i

Halaman Judul

TUGAS AKHIR – TF 141581

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN TERHADAP PENGARUH VARIASI MASSA IKAN DAN KECEPATAN BLOWER MOKH. FAHMI IZDIHARRUDIN NRP. 02311440000028 Dosen Pembimbing Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T. DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2018

Page 2: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

ii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 3: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

iii

Title Page

FINAL PROJECT – TF 141581

HEAT TRANSFER ANALYSIS OF FISH DRYING MACHINE ON EFFECT OF FISH MASS AND BLOWER SPEED VARIATION

MOKH. FAHMI IZDIHARRUDIN NRP. 02311440000028 Supervisor Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T.

DEPARTMENT OF ENGINEERING PHYSICS Faculty of Industrial Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2018

Page 4: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

iv

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 5: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

v

PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME

Saya yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Mokh. Fahmi Izdiharrudin

NRP : 02311440000028

Departemen/ Prodi : Teknik Fisika/ S1 Teknik Fisika

Fakultas : Fakultas Teknologi Industri

Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul

“Analisis Perpindahan Panas Mesin Pengering Ikan

Terhadap Pengaruh Variasi Massa Ikan & Kecepatan

Blower ” adalah benar karya saya sendiri dan bukan plagiat

dari karya orang lain. Apabila di kemudian hari terbukti

terdapat plagiat pada Tugas Akhir ini, maka saya bersedia

menerima sanksi sesuai ketentuan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-

benarnya.

Surabaya, Juli 2018

Yang membuat pernyataan,

Mokh. Fahmi Izdiharrudin

NRP. 02311440000028

Page 6: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

vi

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 7: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

vii

LEMBAR PENGESAHAN I

Page 8: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

viii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 9: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

ix

LEMBAR PENGESAHAN II

Page 10: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

x

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 11: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xi

ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING

IKAN TERHADAP PENGARUH VARIASI MASSA IKAN

DAN KECEPATAN BLOWER

Nama Mahasiswa : Mokh. Fahmi Izdiharrudin

NRP : 02311440000028

Departemen : Teknik Fisika FTI-ITS

Dosen Pembimbing : Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T.

ABSTRAK

Pada proses pengeringan ikan tradisional masih belum

memenuhi norma persyaratan keamanan dan kesehatan pangan

sesuai dengan Good Manufacturing Practices (GMP). Oleh karena

itu, diperlukan rancangan teknologi proses pengeringan ikan untuk

standar kesehatan pangan dan kecepatan pengeringan yang baik.

Dari hasil eksperimen yang dilakukan di Surabaya dengan nilai

iradiasi rata – rata sebesar 1.8 – 1023.85 W/m2 dan ukuran chamber

pada mesin pengering ikan 60 cm x 80 cm x 120 cm didapatkan

hasil moisture content akhir ikan dibawah 10 % selama 6 jam.

Proses pengeringan dimulai dari jam 09.00 sampai 14.00 WIB

dengan kapasitas pengering 1 kg. Dalam memperbesar kapasitas

pengeringan diharapkan mampu menghasilkan produksi ikan lebih

banyak. Dengan metode simulasi Computational Fluid Dynamics

pada kondisi steady state yang memanfaatkan perhitungan

momentum, energi, kontinuitas, dan persamaan radiasi S2S

(Surface to Surface) dilakukan variasi massa ikan 2 kg dan 5 kg.

Didapatkan hasil bahwa dengan massa ikan 5 kg sudah tidak

mampu mengeringkan ikan dalam waktu 6 jam. Akan tetapi untuk

massa 2 kg mampu mengeringkan ikan dengan efisiensi

pengeringan ikan mencapai 19 % dengan kecepatan blower 1500

RPM. Untuk mempercepat proses pengeringan akan dilakukan

Page 12: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xii

penambahan kecepatan blower ikan sebesar 1650 RPM dan 1850

RPM dengan yang mampu melepaskan kalor sebesar 89.11 W,

89.95 W dan efisiensi sebesar 23 %.

Kata kunci : Pengeringan Ikan, Simulasi, Moisture

Content, dan Efisiensi.

Page 13: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xiii

HEAT TRANSFER ANALYSIS OF FISH DRYING

MACHINE ON EFFECT OF FISH MASS AND

BLOWER SPEED VARIATON

Name : Mokh. Fahmi Izdiharrudin

NRP : 02311440000028

Departement : Engineering Physics FTI-ITS

Supervisors : Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T.

ABSTRACT

In traditional fish drying process still not request the

norm of food safety and health requirements accordance with Good

Manufacturing Practices (GMP). Therefore, it is necessary to

design the technology of fish drying process for health food and

fast drying. From the experimental results conducted in Surabaya

with an average irradiation value of 1.8 - 1023.85 W / m2 and

chamber size on fish drying machine 60 cm x 80 cm x 120 cm

obtain results of final moisture content fish below 10% for 6 hours.

The drying process starts from 09.00 to 14.00 WIB with a dryer

capacity of 1 kg. In increasing the drying capacity is expected to

produce more fish production. With Computational Fluid

Dynamics simulation method in steady state condition that utilizes

momentum calculation, energy, continuity, and the radiation

equation of S2S (Surface to Surface) can modelling variation of

mass for 2 kg and 5 kg. It was found that with a mass of 5 kg fish

was not be able to dry the fish within 6 hours. However, for a mass

of 2 kg can be dry fish with fish drying efficiency reaches 19% with

blower speed 1500 RPM. To optimilize the drying process will be

Page 14: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xiv

increase speed of blower for 1650 RPM and 1850 RPM with the

ability to produce heat of 89.11 W, 89.95 W and efficiency of 23%.

Key words : Fish Dryer, Simulation, Moisture Content, and

Efficiency.

Page 15: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan

hidayah-Nya, penulis mampu menyelesaikan laporan penelitian

Tugas Akhir yang berjudul “ANALISIS PERPINDAHAN

PANAS MESIN PENGERING IKAN TERHADAP PENGARUH

VARIASI MASSA IKAN DAN KECEPATAN BLOWER”.

Pelaksanaan penelitian Tugas Akhir ini tidak lepas dari

bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Bapak Agus M. Hatta, S.T., M.Sc, Ph.D selaku Kepala

Departemen Teknik Fisika yang mengarahkan dan

memotivasi dalam pegerjaan tugas akhir ini.

2. Bapak Gunawan Nugroho, S.T., M.T., Ph.D selaku kepala

Laboratorium Rekayasa Energi dan Pengkondisian

Lingkungan yang telah mendukung kegiatan simulasi.

3. Bapak Dr. Ridho Hantoro, S.T., M.T. selaku dosen

pembimbing yang senantiasa sabar memberikan bimbingan,

motivasi dan arahan dalam menyelesaikan penelitian ini.

4. Kedua orang tua, Bapak Abdul Wahab Hasyim dan Ibu Umi

Nisa’I M. yang selalu memberi motivasi dan do’a.

5. Teman-teman asisten Laboratorium Energi & Pengkondisian

Lingkungan Teknik Fisika ITS.

6. Tim APTEK Teknik Fisika ITS, khususnya Husain dan Selvy.

7. Teman-teman asisten Laboratorium Simulasi dan Komputasi.

8. Teman-teman asisten Laboratorium Pengukuran Fisis.

9. Teman-teman angkatan 2014 yang tidak bisa disebutkan satu

persatu.

10. Teman-teman kos T45 dan kontrakan BME E-125 yang

senantiasa menemani penulis dalam mengerjakan tugas akhir.

Page 16: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xvi

Jika dalam penulisan laporan penelitian ini terdapat kesalahan

maka saran dan kritik yang membangun dari semua pihak sangat

diharapakan. Penulis berharap semoga laporan ini dapat

menambah wawasan yang bermanfaat bagi pembacanya.

Surabaya, Juli 2018

Penulis

Page 17: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xvii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................... i Title Page .................................................................................... iii PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME .................................. v LEMBAR PENGESAHAN I ..................................................... vii LEMBAR PENGESAHAN II ..................................................... ix ABSTRAK .................................................................................. xi ABSTRACT ................................................................................ xiii KATA PENGANTAR................................................................ xv DAFTAR ISI ............................................................................ xvii DAFTAR GAMBAR ................................................................ xix DAFTAR TABEL ..................................................................... xxi DAFTAR NOTASI ................................................................. xxiii BAB I PENDAHULAN ............................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .............................................................. 2 1.3 Tujuan ................................................................................ 3 1.4 Batasan Masalah ................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................... 5 2.1 Dryer .................................................................................. 5 2.2 Proses Pengeringan............................................................. 7 2.3 Efisiensi Pengering ............................................................. 8 2.4 Computational Fluid Dynamics .......................................... 9

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................... 13 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................... 13 3.2 Disain Mesin Pengering Ikan ........................................... 15 3.3 Pengukuran Temperatur dan Kecepatan Udara................. 17 3.4 Pra-Pemrosesan (Pre-Processing) CFD ........................... 19 3.5 Penyelesaian (Solving) CFD ............................................ 21 3.6 Pasca-Pemrosesan (Post-Processing) CFD ....................... 22

BAB IV ANALISIS DATA & PEMBAHASAN ....................... 25 4.1 Validasi Hasil Simulasi .................................................... 25 4.2 Analisa Distribusi Temperatur .......................................... 26

Page 18: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xviii

4.3 Analisa Perpindahan Panas pada Ikan .............................. 30 4.4 Analisa Jumlah Kalor ....................................................... 36 4.5 Analisa Variasi Kecepatan ................................................ 38 4.6 Analisa Simulasi Transient ............................................... 39

BAB V PENUTUP ..................................................................... 45 5.1 Kesimpulan....................................................................... 45 5.2 Rekomendasi .................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA................................................................. 47 LAMPIRAN ............................................................................... 51 BIODATA PENULIS................................................................. 71

Page 19: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Cara pengeringan tradisional di Kenjeran

(Dokumentasi Penulis) ................................................................. 5

Gambar 2. 2 Klasifikasi Pengering Tenaga Surya....................... 6

Gambar 2. 3 Psychometric Chart ................................................ 7

Gambar 3.1 Alur Penelitian ...................................................... 15

Gambar 3. 2 Mesin Pengering Ikan........................................... 16

Gambar 3. 3 Desain 3D dan Meshing pada software CFD ........ 16

Gambar 3. 4 Alat Ukur ............................................................. 18

Gambar 3. 5 Titik pengukuran .................................................. 19

Gambar 3. 6 Hasil pemodelan meshing ikan pada software CFD

................................................................................................... 20

Gambar 3. 7 Diagram Blok Perpindahan Panas Pada Ikan…….23

Gambar 4. 1 Korelasi Iradiasi Matahari Dengan Suhu

Lingkungan ................................................................................ 27

Gambar 4. 2 Kontur Suhu Lingkungan pada Jam 11 ................ 28

Gambar 4. 3 Suhu pada kecepatan 0.9 m/s ............................... 29

Gambar 4. 4 Kontur Suhu Ikan pada Jam 11 ............................ 29

Gambar 4. 5 Drying Rate .......................................................... 30

Gambar 4. 6 Gambar Penurunan Massa Ikan (Eksperimen) ..... 34

Gambar 4. 7 Gambar Penurunan Massa Ikan (Perhitungan) ..... 35

Gambar 4. 8 Korelasi Drying Rate dan Massa Ikan .................. 36

Gambar 4. 9 Gambar Kalor Konveksi Massa 1 kg .................... 37

Gambar 4. 10 Gambar Kalor Konveksi Massa 2 kg .................. 37

Gambar 4. 11 Pengaruh suhu ikan terhadap kecepatan ............. 38

Gambar 4. 12 Gambar Time Step ............................................. 40

Gambar 4. 13 Kontur pada 900 s .............................................. 41

Gambar 4. 14 Kontur pada 1800 s ............................................ 42

Gambar 4. 15 Kontur pada 2700 ............................................... 42

Gambar 4. 16 Kontur pada 3600 s ............................................ 43

Page 20: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xx

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 21: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xxi

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Penentuan kondisi batas bagian mesin pengering ikan

................................................................................................... 17 Tabel 3. 2 Tabel Properti Fisika Ikan ......................................... 21 Tabel 3. 3 Tabel Properti Fisika Plat Besi.................................. 21 Tabel 3. 4 Tabel Properti Fisika Kaca………………………….21

Tabel 4. 1 Hasil Validasi Simulasi Atap Chamber ..................... 25 Tabel 4. 2 Validasi Data Jam 11.00 ........................................... 26 Tabel 4. 3 Tabel Entalpi............................................................. 31 Tabel 4. 4 Tabel Perhitungan Moisture Content ........................ 33 Tabel 4. 5 Tabel Validasi Perhitungan Entalpi .......................... 33 Tabel 4. 6 Eror Perhitungan Massa 2 kg .................................... 34 Tabel 4. 7 Eror Perhitungan Massa 5 kg .................................... 34 Tabel 4. 8 Tabel Eror Simulasi Transient dan Steady ................ 41

Page 22: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xxii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 23: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xxiii

DAFTAR NOTASI

Q = Jumlah Kalor Konveksi (Joule)

H = Koefisien konveksi (W/m2 K)

Ts = Suhu lingkungan (K)

T = Suhu (K)

Qu = Kalor Uap (Joule)

ṁ = Drying Rate (kg/s)

hfg = Enthalpi (Joule/kg)

Qtot = energi input (Joule)

Q1 = kalor sensible air (panas yang dibutuhkan untuk menaikkan

suhu air di dalam ikan) (Joule)

Q2 = kalor laten penguapan air (panas yang digunaka untuk

menguapkan dalam bahan) (Joule)

m = massa bahan (kg)

c = kalor jenis air (kj/kgoC)

Qin = kalor masuk (Joule)

Qout = kalor keluar (Joule)

η = efisiensi

u, v, w = komponen kecepatan (m/s)

T = Suhu (OC)

ρ = massa jenis (kg/m3)

μ = Viskositas (Ns/m2)

S = Gaya (N/m)

ε = emisivitas

σ = konstanta boltzman (J/ OC)

Page 24: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

xxii

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 25: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

1

BAB I

PENDAHULAN

1.1 Latar Belakang

Nambangan Perak merupakan salah satu daerah komunitas

nelayan di Kenjeran Surabaya yang mengeringkan ikan

mereka secara tradisional. Mereka menggunakan panas

matahari langsung dari pukul 06:00 sampai 15:00 WIB. Secara

umum, pengeringan ikan tradisional masih belum memenuhi

norma persyaratan keamanan dan kesehatan pangan sesuai

dengan Good Manufacturing Practices (GMP), terutama saat

pengeringan pada udara terbuka yang rentan terhadap penyakit

dan gangguan lalat serta hama hewan seperti tikus di waktu

penyimpanan. Namun, berdasarkan kondisi yang ada, Desa

Nambangan memiliki masalah utama karena kurangnya

produktivitas usaha. Prosesnya secara tradisional

mengharuskan cuaca tetap stabil dan tempat yang luas untuk

proses pengeringan. Hal ini sangat bergantung dengan

pencahayaan matahari yang sekitar 6 jam atau lebih setiap

harinya. Selain itu, dengan banyak baki yang terbuat dari

bambu tradisional membuat daerah desa dipenuhi dengan baki

pengering ikan yang menyebabkan jalan desa menjadi sempit.

Oleh karena itu, diperlukan sebuah teknologi yang mampu

memberikan efek yang efektif dan efisien pada proses

pengeringan ikan.

Teknologi pengering sudah pernah dilakukan oleh

Ekadewi yang mampu mengeringkan dalam selama 6 jam

dengan kadar air ikan 38 % (Ekadewi, 2012). Selain itu,

penelitian yang dilakukan oleh Sukarmanto mampu

menghasilkan efisiensi sebesar 26.15 %, penurunan kadar air

hingga 15.46 % dan waktu pengeringan selama 3 hari

(Sukarmanto, 2012). Oleh karena itu, untuk mengoptimalkan

produksi pengeringan ikan tipe Indirect System with Forced

Ventilation and Solar Collector berdasarkan Kumar tipe ini

memiliki efisiensi paling baik daripada tipe lain (Kumar,

Page 26: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

2

2015). Proses pengeringan dari kolektor surya dibantu oleh

blower dengan kapasitas 30 watt. Pengering ini juga dilengkapi

dengan fotovoltaik sebagai suplai energi untuk blower

tersebut. Penelitian eksperimental ini menunjukkan bahwa

pengering dan kolektor surya mengurangi waktu pengeringan

hingga 4-5 jam lebih cepat dibandingkan metode pengeringan

tradisional dengan kondisi rata-rata iradiasi matahari 1.8 –

1023.85 W/m2 yang mampu menurunkan kadar air hingga

dibawah 10 %. Sehingga pengeringan dapat dilakukan tiga kali

dalam sehari. Nilai kadar air akhirnya adalah sekitar 3.12%

untuk ikan bulu ayam, dan 1.12% untuk ikan bulu menthog

(Hantoro, 2017).

Agar desain mampu dioptimalkan lagi perlu dilakukan

penelitian berbasis simulasi yang menggunakan software CFD.

Selain itu, penelitian ini mampu menghemat biaya dan

efisiensi waktu karena tidak melakukan pembuatan alat dan

pengambilan data secara langsung. Proses simulasi terlebih

dahulu dilakukan dengan cara desain menggunakan software

CAD, meshing, penentuan parameter perhitungan simulasi,

dan proses perhitungan. Dari hasil optimasi didapatkan kontur

suhu, kecepatan dan tekanan pada tiap titik alat, sehingga

mampu dilakukan analisa energi untuk mengoptimalkan hasil

pengeringan ikan. Dengan didapatkan desain yang optimal

diharapkan tingkat produksi pengeringan ikan dapat

meningkat, sehingga komunitas nelayan dapat sejahtera

dengan produktifitas ikan yang ada.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan

yang akan dibahas dalam tugas akhir ini mengenai beban

massa ikan dan kecepatan blower yang divariasikan.

Page 27: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

3

1.3 Tujuan

Menmahami analisa pengaruh perpindahan panas pada

mesin pengering ikan terhadap variasi massa ikan dan

kecepatan blower.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sebagai berikut:

1. Sampel ikan yang digunakan adalah ikan bulu ayam dan bulu

bebek dengan nilai moisture content adalah berkisar 68 %.

2. Dimensi dari chamber dan solar collector adalah 60 cm x 80

cm x 120 cm dan 150 cm x 80 cm x 20 cm.

3. Material chamber dan solar collector adalah lempengan besi.

4. Pengambilan data validasi dilakukan pada jam 09.00-14.00

WIB

5. Suhu maksimal pada chamber dan solar collector adalah 42.3 oC dan 41.8 oC.

6. Metode yang digunakan dalam perhitungan CFD adalah

Fluent dalam kondisi steady state serta analisa persamaan

energi dan radiasi.

Page 28: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

4

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 29: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

5

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Dryer

Menurut KBBI Pengeringan adalah sebuah upaya untuk

proses, cara dan perbuatan mengeringkan. Sedangkan menurut

ahli, pengeringan adalah usaha untuk menghilangkan kadar air dari

sebuah material. Pengeringan bagi komoditas nelayan memilki

tujuan tertentu yaitu untuk mengawetkan ikan yang selanjutya siap

dijual ke konsumen. Ada beberapa metode pengeringan yang biasa

dilakukan oleh masyarakat umum adalah :

a. Pengeringan Tradisional

Metode pengeringan ini menggunakan alasan yang terbuat

dari bambu berukuran kurang lebih berukuran 1 m2. Dalam

proses pengeringannya menggunakan baki yang terbuat dari

bambu tersebut ditata di lapangan atau lahan khusus

pengeringan. Seperti pada gambar berikut :

Gambar 2. 1 Cara pengeringan tradisional di Kenjeran

Page 30: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

6

Dengan metode pengeringan seperti diatas, ada beberapa

hal yang dapat menimbulkan kerugian seperti diperlukannya

lahan yang luas, jika cuaca tak menentu pengeringan tidak

dapat dilakukan serta kebersihan yang kurang terjamin. Di sisi

lain, pengeringan tradisional memiliki keuntungan tersendiri

dari sisi produksi yang tidak memerlukan banyak biaya.

b. Pengeringan Buatan

Dalam hal meningkatkan biaya produksi dan menutupi

kekurangan dari pengeringan tradisional maka dikembangkan

teknologi pengeringan buatan. Metode pengeringan ini pada

prinsipnya yaitu menggunakan alat untuk mempercepat proses

pengeringan, termasuk memaksimalkan energi matahari

(Fudholi, 2015). Adapun klasifikasi pengering tenaga surya

seperti gambar di bawah :

Gambar 2. 2 Klasifikasi Pengering Tenaga Surya(Fudholi, 2015)

Page 31: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

7

2.2 Proses Pengeringan

Pengeringan adalah proses perpindahan panas yang

disebabkan oleh perbedaan temperatur antara 2 fase. Pada tabel

psychometric chart, proses pengeringan terjadi jika zat pada titik

tertentu berubah posisi ke kanan maupun serong kekanan atas.

Fenomena tersebut diakibatkan oleh naiknya temperature dry bulb

dan relatif humidity. Sehingga mengakibatkan naiknya nilai dari

moisture content atau laju penguapan dari sebuah zat.

Gambar 2. 3 Psychometric Chart (Eko, 2017)

2.2.1 Konveksi Paksa

Konveksi paksa terdiri dari perpindahan panas

secara konveksi dan konduksi. Panas yang dibawa oleh

aliran fluida mampu masuk kedalam material yang

dikenainya, sehingga proses perpindahan panas dari suhu

tinggi ke rendah dapat terjadi (Cengel, 1998). Energi yang

dibawa oleh aliran fluida mampu menembus ke dalam

partikel material yang akan dipanasi, sehingga dapat

dihitung melalui persamaan :

Q = H A (Ts – T) (2.1)

Page 32: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

8

2.2.2 Laju Penguapan

Dalam pengeringan sebuah massa dari ikan

diperlukan kalor uap dengan besar tertentu agar massa dari

air ikan basah bisa menguap (Shapiro, 2004). Kalor uap

dapat dihitung melalui persamaan :

Qu = ṁ x hfg (2.2)

2.3 Efisiensi Pengering

Dalam proses pengeringan, perhitungan kalor yang masuk ke

objek pengering perlu diperhitungkan. Untuk mendapatkan hasil

yang optimal, hasil perbandingan antara kalor yang dibutuhkan

secara teoritis dengan nilai yang sebenarnya harus memiliki nilai

yang besar. Karena semakin besar nilai perbandingan tersebut pada

proses pengeringan dikatakan efisien (Ferianto, 2013). Jumlah

kalor yang digunakan untuk mengeluarkan mass uap air dalam ikan

dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

𝑄𝑜𝑢𝑡 = 𝑄1 + 𝑄2 (2.3)

𝑄1 = 𝑚 𝑥 𝑐 (𝑇2 − 𝑇1) (2.4)

𝑄2 = ṁ x ℎ𝑓𝑔 (2.5)

Untuk menghitung banyaknya energi yang masuk pada sistem

pengering tiap jamnya dihitung melalui beban kipas dengan panas

konveksi yang masuk pada ikan. Beban kipas (W) yang digunakan

adalah 60 Watt. Sedangkan panas konveksi yang masuk pada ikan

dihitung melalui persamaan 2 (Qkonv). Sehingga efisiensi dapat

dihitung sebagai berikut :

𝑄𝑖𝑛 = 𝑊 + 𝑄𝑘𝑜𝑛𝑣 (2.6)

𝜂 = 𝑄𝑜𝑢𝑡

𝑄𝑖𝑛𝑥 100 %

(2.7)

Page 33: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

9

2.4 Computational Fluid Dynamics

Komputasi dinamika fluida atau Computational Fluid

Dynamics (CFD) merupakan suatu metode komputasi yang

menggunakan metode numerik dan algoritma untuk menyelesaikan

dan menganalisa aliran fluida, perpindahan panas, reaksi kimia,

dan fenomena-fenomena lain dengan menyelesaikan persamaan

matematika.

Simulasi berbasis CFD telah dikembangkan mulai tahun

1960an pada industri luar angkasa. Namun, saat ini simulasi CFD

telah digunakan secara luas pada industri manufaktur hingga

industri kimia. Keuntungan menggunakan CFD dalam analisa

adalah insight (pemahaman mendalam), foresight (prediksi

menyeluruh), dan efficiency (efisiensi waktu dan biaya).

Untuk dapat menggunakan CFD pada proses perhitungan

persamaan momentum, energi, dan massa, pemahaman mengenai

sifat – sifat dasar harus dipahami. Persamaan diferensial yang

menyusun profil aliran fluida harus ditransformasikan menjadi

persamaan matematis yang sederhana, yang disebut dengan

metoda diskritisasai (Versteeg, 1995). Aspek fisik dari aliran

dinamik fluida didasarkan pada prinsip hukum kekekalan massa.

Untuk menghitung laju kenaikan massa dalam elemn fluida sama

dengan laju netto aliran massa ke dalam elemen terbatas, lebih

lengkapnya ditulis pada lembar lampiran. Ruas kiri dinyatakan

sebagai faktor konveksi dan menyatakan laju netto massa dari

elemen melewati batas. Persamaan matematis dapat ditulis sebagai

berikut (Bird et al., 1966) :

𝜕(ρu)

𝜕𝑥+

𝜕(ρv)

𝜕𝑦+

𝜕(ρw)

𝜕𝑧= 0 (2.8)

Page 34: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

10

Selain itu, dalam kasus ini juga menggunakan persamaan

momentum dan energi yang dituliskan pada persamaan dan 9 dan

10. Untuk persamaan momentum diturunkan dari persamaan

navier stokes dalam bentuk yang sesuai dengan metoda finite

volume. Sedangkan untuk persamaan energi, diturunkan

berdasarkan hukum pertama termodinamika. Persamaan ditulis

sebagai berikut (Bird et al., 1966) :

ρ [𝑢𝜕u

𝜕𝑥+ 𝑣

𝜕𝑢

𝜕𝑦+ 𝑤

𝜕𝑢

𝜕𝑧] =

𝜕𝑝

𝜕𝑥+ 𝜇 [

𝜕2𝑢

𝜕𝑥2 +𝜕2𝑢

𝜕𝑦2 +𝜕2𝑢

𝜕𝑧2] + 𝑆𝑀𝑥

ρ [𝑢𝜕v

𝜕𝑥+ 𝑣

𝜕𝑣

𝜕𝑦+ 𝑤

𝜕𝑣

𝜕𝑧] =

𝜕𝑝

𝜕𝑦+ 𝜇 [

𝜕2𝑣

𝜕𝑥2 +𝜕2𝑣

𝜕𝑦2 +𝜕2𝑣

𝜕𝑧2] + 𝑆𝑀𝑦

ρ [𝑢𝜕w

𝜕𝑥+ 𝑣

𝜕𝑤

𝜕𝑦+ 𝑤

𝜕𝑤

𝜕𝑧] =

𝜕𝑝

𝜕𝑧+ 𝜇 [

𝜕2𝑤

𝜕𝑥2 +𝜕2𝑤

𝜕𝑦2 +𝜕2𝑤

𝜕𝑧2 ] + 𝑆𝑀𝑧

(2.9)

ρ [𝑢𝜕T

𝜕𝑥+ 𝑣

𝜕𝑇

𝜕𝑦+ 𝑤

𝜕𝑇

𝜕𝑧]

= 𝑝 [𝜕u

𝜕𝑥+

𝜕𝑣

𝜕𝑦+

𝜕𝑤

𝜕𝑧] + 𝑘 [

𝜕2𝑤

𝜕𝑥2+

𝜕2𝑤

𝜕𝑦2+

𝜕2𝑤

𝜕𝑧2 ] + 𝑆𝑖

(2.10)

Untuk kasus pengeringan ikan ini, dalam proses perpindahan

panas terjadi pada kondisi konveksi dan radiasi. Untuk persamaan

radiasi digunakan metode persamaan S2S (surface to surface)

sebagai berikut (Ansys Help, 2018) :

𝑄𝑜𝑢𝑡 = 𝜀𝜎 𝑇4 + ρ𝑄𝑖𝑛 (2.11)

Page 35: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

11

Pada umumnya terdapat tiga tahapan untuk melakukan proses

simulasi CFD, yaitu:

1. Preprocessing

Preprocessing merupakan tahapan pertama untuk

membangun dan menganalisis sebuah model CFD, yaitu

dengan melakukan penggambaran geometri model,

membuat mesh untuk membagi daerah komputasi menjadi

sejumlah grid yang sesuai. Pada umumnya, apabila jumlah

mesh semakin banyak maka hasil juga semakin bagus.

Namun harus disesuaikan dengan kondisi spesifikasi

media komputasi yang ada. Setelah proses mesh dilakukan,

selanjutnya menentukan parameter fisis dari kondisi batas

model dan sifat-sifat fluidanya.

2. Processing atau solving

Solving merupakan tahapan untuk menghitung

kondisi-kondisi yang telah diterapkan pada saat

preprocessing. Pada proses solving, perhitungan dilakukan

dengan cara pendekatan numerik seperti elemen hingga,

beda hingga serta volum hingga. Pada proses solving akan

dilakukan iterasi hingga semua data yang dimasukkan

dapat terhitung dan mencapai kondisi konvergen.

3. Postprocessing

Postprocessing merupakan langkah terakhir

dalam simulasi CFD yaitu mengorganisasi dan

menginterprestasikan data hasil simulasi CFD yang berupa

kontur gambar, plot gambar dan animasi. Visualisasi yang

dapat ditampilkan pertama adalah kontur (contour) yang

meruapakan pola dari nilai parameter fisis yang

disimulasikan seperti kontur kecepatan, tekanan dan

vorticity. Kedua adalah vektor (vector) yang merupakan

arah dari besaran seperti vektor kecepatan. Ketiga adalah

Page 36: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

12

bentuk aliran (streamline) yang meruapakan pergerakan

kontinyu fluida yang bergerak sepanjang ruang. Keempat

adalah particle track yang merupakan lintasan partikel

hasil diskritisasi.

Page 37: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

13

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Dalam pengambilan data penelitian ini, ikan yang di ambil

sebagai sampel adalah ikan berjenis bulu ayam dan bulu menthog,

yang merupakan komoditas ikan di kampung nelayan kenjeran.

Dalam pengukuran moisture content awal ikan didapatkan data

berkisar 68 %. Diharapkan dalam proses pengeringan ikan mampu

mengurangi kadar air hingga dibawah 10 %. Pengambilan data

dilakukan pada rentang jam 09.00 – 14.00 WIB dengan intensitas

matahari berkisar 972.27 - 1023.85 W/m2.

Selanjutnya penelitian ini akan mensimulasikan dari data

eksperimen agar dapat dilakukan variasi dengan mengubah massa

ikan dan kecepatan blower. Untuk mendapatkan data simulasi

sebelumnya diperlukan desain geometri mesin pengering. Setelah

itu dilakukan proses meshing. Kemudian dilakukan proses

meshing pada geometri yang telah dibuat. Proses meshing akan

membagi-bagi geometri dengan ukuran yang kecil guna

menghitung perpindahan panas yang terjadi. Ukuran-ukuran

tersebut biasanya disebut dengan control volume. Berbagai macam

persamaan matematis dalam CFD seperti kekelan momentum,

energi, dan massa akan digunakan untuk melakukan perhitungan

pada tiap-tiap control volume. Setelah proses meshing selesai,

selanjutnya dilakukan proses post-processing. Pada tahap ini

penentuan kondisi batas dan material yang akan disimulasikan

harus sesuai dengan nilai yang sebenarnya. Tidak sesuainya

kondisi batas dengan nilai sebenarnya mampu mengakibatkan

terjadinya kesalahan penghitungan dalam proses simulasi. Untuk

mendapatkan nilai simulasi yang baik diperlukan meshing yang

kecil pada objek yang akan dihitung misal pada ikan. Secara umum

Page 38: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

14

tahapan penelitian Tugas Akhir ini dapat digambarkan dalam

diagram alir seperti Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Alur Penelitian

Percobaan dilakukan dengan cara memberikan kondisi

perpindahan panas secara konduksi, konveksi dan radiasi pada

objek benda. Simulasi dilakukan pada jam-jam optimal pengering

berkisar jam 09.00 sampai jam 14.00 WIB. Data dari simulasi

digunakan untuk validasi dan variasi. Untuk validasi, data yang

digunakan adalah data temperatur pada jam 11.00 di 9 titik

Page 39: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

15

pengukuran mesin pengering. Selain itu, juga dilakukan validasi

data untuk 3 titik pada atap chamber pada jam 9, 10 dan 11. Untuk

mengetahui kinerja mesin pengering ikan dilakukan variasi massa

dan kecepatan. Dengan memvariasikan massa 1, 2 dan 5 kg akan

terlihat jumlah panas yang dilepaskan. Untuk kecepatan variasi

yang dilakukan pada 1500, 1650 dan 1800 RPM. Setelah

didapatkan data simulasi selanjutnya dilakukan penghitungan

efisiensi dari mesin pengering dan kemudian ditulis dalam laporan

tugas akhir.

3.2 Disain Mesin Pengering Ikan

Mesin pengering ikan di fabrikasi pada bengkel las dengan

material lempengan besi dan kaca yang berfungsi untuk

menangkap cahaya matahari. Mesin ini terdiri dari 2 bagian yaitu

chamber dan solar collector. Pada chamber dilengkapi oleh 5 tray

untuk tempat ikan dan terdapat kipas yang berfungsi mengalirkan

panas secara konveksi paksa. Hal itu bertujuan untuk mengalirkan

panas dari solar collector ke chamber agar proses pemanasan dapat

merata. Proses panas secara radiasi terjadi pada atap kaca chamber

untuk menambah panas yang diterima oleh ikan. Selain itu, dalam

pemasangan solar collector dipasang pada sudut tertentu, dan

menginsolasi dengan busa hati agar loses panas yang ditangkap

dapat diminimalisir. Solar collector ini juga mampu menambah

proses pengeringan ikan secara radiasi dan konveksi. Bentuk fisik

mesin pengering ikan ditunjukan oleh gambar dibawah ini.

Disain mesin pengering ikan yang ditunjukkan pada gambar

3.2 selanjutnya dimodelkan dengan geometri tiga dimensi yang

telah disederhanakan menggunakan perangkat lunak Gambit.

Ukuran chamber pada pemodelan ini adalah panjang (x) sebesar 80

cm, lebar (y) sebesar 60 cm, dan tinggi (z) 120 cm. Ukuran solar

collector pada pemodelan ini adalah panjang 80 cm, lebar 150 cm

dan tinggi 20 cm. Hasil dari pemodelan dapat dilihat pada gambar

3.3.

Page 40: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

16

Gambar tiga dimensi tersebut selanjutnya akan di meshing

dengan tipe tetrahedral-hibrid seperti tampak pada gambar 3.3 (b).

Hasil mesh volume dengan interval jarak 0.01 m menghasilkan

elemen sebanyak 642371. Selanjutnya ditentukan kondisi awal dan

batas dengan asumsi sebagai berikut :

Model aliran dalam alat adalah laminar

Udara tidak termampatkan (incompressible), ρ konstan

Aliran udara dalam kondisi steady

Gambar 3. 2 Mesin Pengering Ikan

Gambar 3. 3 Desain 3D dan Meshing pada software CFD

Page 41: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

17

Kecepatan aliran udara masuk dianggap seragam

Tekanan udara sama dengan tekanan barometric (101325

Pascal)

Persamaan radiasi yang digunakan adalah S2S (Surface to

Surface)

Tabel 3. 1 Penentuan kondisi batas bagian mesin pengering ikan

pada Software CFD

Bagian – bagian

Mesin Pengering Ikan Kondisi Batas

Dinding Chamber & Solar

collector

Wall

Kaca Collector Wall

Kaca Chamber Wall

Tray Wall

Inlet Velocity Inlet

Outlet Mass Flow Outlet

Setelah kondisi batas ditentukan, dipilih kontinum tipe

fluid untuk volume mesin pengering ikan dan tipe solid untuk

volume matras. Selanjutnya disimulasikan dengan perpindahan

massa dan interaksi perpindahan panas secara konveksi dan radiasi

di dalam mesin pengering ikan. Nilai – nilai yang dimasukan pada

kondisi batas diambil dari data pengukuran temperatur dan

kecepatan aliran udara pada beberapa titik yang mewakili.

3.3 Pengukuran Temperatur dan Kecepatan Udara

Pengukuran temperatur dan kecepatan udara dilakukan

untuk memvalidasi data pada simulasi. Hasil simulasi

dibandingkan dengan data pengambilan untuk ditentukan apakah

data tersebut masih dalam rentang toleransi. Nilai toleransi yang

digunakan dalam penelitian ini adalah dibawah 10 %. Adapun alat

Page 42: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

18

ukur yang digunakan dalam pengukuran temperatur dan kecepatan

udara pada gambar berikut.

(a) (b)

Pengukuran suhu menggunakan alat ukur envirometer yang

mampu membaca suhu ruang dengan rentang -20 OC – 750 OC.

metode pengukuran menggunakan prinsip kerja thermocouple

yang memanfaatkan dua logam yang berbeda jenis dan

digabungkan pada ujungnya. Satu jenis logam berfungsi sebagai

mendeteksi suhu dan satunya lagi berfungsi sebagai referensi

dengan suhu konstan. Pengukuran kecepatan udara menggunakan

anemometer. Berikut pengukuran besaran fisis di wakili 3 titik

pada inlet, chamber dan outlet.

Gambar 3. 4 Alat ukur a) Envirometer, b)

anemometer

Page 43: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

19

Masing-masing titik diambil data pengukuran sebanyak 3

kali dan diambil nilai rata-rata temperatur. Untuk detil

pengambilan data temperatur. Untuk data validasi dilakukan pada

3 titik pengukuran pada atap chamber di T7, T8, dan T9 yang

dilakukan pada jam 9, 10 dan 11. Selain itu, juga dilakukan validasi

pada jam 11 di titik pengukuran yang ditunjukkan pada gambar 3.5.

Hasil validasi akan ditunjukkan pada bab hasil dan pembahasan.

3.4 Pra-Pemrosesan (Pre-Processing) CFD

Setelah data simulasi awal terhadap mesin pengering ikan

di validasi, selanjutnya dilakukan analisis untuk variasi massa 2 kg,

dan 5 kg dengan pemasangan sudut solar collector 30O. Pada

tahapan pra-pemrosesan pada simulasi CFD adalah menggambar

geometri pada Gambit, dan meshing. Berikut ini akan dijelaskan

penggambaran geometri dengan skala 1 : 1, dan metode meshing

pada dan masing-masing model yang akan di analisa.

T1

T2

T3 T4

T6 T5

T9

T8

T7

Gambar 3. 5 Titik pengukuran

Page 44: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

20

3.4.1 Geometri Ikan

Ikan dimodelkan secara tiga dimensi yang di asumsikan

dengan bentuk kotak pada volume tray dengan ukuran 74 cm x 54

cm x 2 cm. Metode bottom-top (entitas terendah berupa titik ke

entitas tertinggi berupa volume) untuk menggambar ikan. Gambar

ikan dapat dilihat pada Gambar 3.6 berikut.

Model ikan didiskritisasi dengan tipe mesh tetrahedral dan

interval jarak 0.01 m. Pada pendefinisan kontinum ikan pada

software CFD dipilih tipe solid. Sedangkan permukaannya

didefinisakan sebagai wall.

3.4.2 Geometri Dinding

Pada penelitian ini, dinding chamber dengan ukuran

volume 0.9 m3 dan ketebalan 1 mm yang dipasang mengikuti

kontur permukaan dinding luar mesin pengering ikan secara

menyeluruh. Pada gambit, dinding dalam ini dijadikan pengurang

volume ruang mesin pengering ikan pada operasi Boolean yaitu

substract. Hal ini menyebabkan udara panas masih mampu diserap

oleh ikan. Model dinding didiskritisasi dengan tipe mesh

tetrahedral dan interval jarak 0.04 m.

Gambar 3. 6 Hasil pemodelan meshing ikan pada software CFD

Page 45: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

21

3.5 Penyelesaian (Solving) CFD

Pada tahapan ini dilakukan penentuan material,

penghitungan persamaan fisis-matematis, kondisi operasi, kondisi

batas, dan teknik penyelesaian. Simulasi pada fluent menggunakan

kondisi tunak (steady) dan persamaan fisis yang digunakan adalah

persamaan energi, viskositas model k-omega, dan radiasi model

surface 2 surface. Model surface 2 surface dipilih karena cocok

digunakan untuk solar collector yang mampu menghantarkan

panas secara konveksi. Pendefinisian material ikan, kaca, dan

dinding terdapat pada tabel berikut. Setelah itu, dilakukan

perhitungan dengan jumlah iterasi sebesar 500 kali.

Tabel 3. 2 Tabel Properti Fisika Ikan

Properti Fisika Nilai

Massa jenis (kg/m3) 50

Kapasitansi panas (J/kg K) 860

Konduktivitas panas (W/m K) 0.43

Tabel 3. 3 Tabel Properti Fisika Plat Besi

Properti Fisika Nilai

Massa jenis (kg/m3) 2719

Kapasitansi panas (J/kg K) 871

Konduktivitas panas (W/m K) 202.4

Tabel 3. 4 Tabel Properti Fisika Kaca

Properti Fisika Nilai

Massa jenis (kg/m3) 2500

Kapasitansi panas (J/kg K) 750

Konduktivitas panas (W/m K) 1.4

Page 46: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

22

Pada penelitian ini, dilakukan beberapa model untuk

mengetahui pengaruh dari variabel yang akan di variasikan. Variasi

yang akan dilakukan adalah variasi massa dan sudut. Adapun

variasi massa yang akan dilakukan adalah 1 kg, 2 kg, dan 5 kg

dalam satu chamber. Dalam satu chamber terdapat 5 tray ikan,

maka dalam masing-masing perhitungan penguapan adalah 0.2 kg,

0.4 kg, dan 1 kg.

3.6 Pasca-Pemrosesan (Post-Processing) CFD

Visualisasi hasil tahapan penyelesaian dilakukan dengan

CFD-Post. hasil simulasi yang ditampilkan adalah kontur

temperatur dan aliran distribusi udara. Data yang ditampilkan

adalah data temperatur pada tray yang mampu mewakili data tiap

jam dengan rentang jam 09.00 WIB sampai dengan 14.00 WIB.

Adapun hasil aliran distribusi udara divisualisasikan dalam bentuk

streamline.

Untuk mengetahui proses perpindahan panas yang terjadi

pada ikan maka sebelumnya harus diketahui kalor yang masuk dan

keluar. Sinar matahari diserap oleh mesin pengering ikan dengan

radiasi tertentu, selanjutnya panas diteruskan melalui proses

konduksi yang diakibatkan oleh panas yang diterima oleh plat besi.

Dari perpindahan panas tersebut terdapat heat losses yang

mengakibatkan panas yang masuk dari matahari tidak diserap

seluruhnya oleh ikan. Oleh karena itu, untuk memaksimalkan

proses panas yang terjadi di pasang kipas agar proses perpindahan

panas secara konveksi dapat terjadi. Dengan adanya proses panas

yang terjadi, mengakibatkan ikan ber-evaporasi. Dengan adanya

proses evaporasi, ikan mampu kering dengan moisture content

tertentu. Dalam proses eksperimen ikan dikatakan kering dengan

nilai moisture content dibawah 10 %. Untuk mengetahui efisiensi

mesin maka dapat dihitung melalui panas yang masuk dan keluar

dari sistem. Dalam penelitian ini, panas yang masuk dan keluar

adalah konveksi dan evaporasi. Diagram blok proses perpindahan

panas yang terjadi pada ikan ditunjukkan pada gambar 3.7.

Page 47: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

23

Radiasi Konduksi Konveksi Evaporasi

Sistem

Qout Qin

Gambar 3. 7 Diagram Blok Perpindahan Panas Pada Ikan

Page 48: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

24

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 49: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

25

BAB IV

ANALISIS DATA & PEMBAHASAN

4.1 Validasi Hasil Simulasi

Validasi merupakan proses penting dari sebuah penelitian

yang berbasis simulasi. Dengan melakukan validasi maka dapat

diketahui kesesuaian uji coba dengan kondisi acuan yang dituju.

Penelitian ini mengambil data pada atap chamber dengan 3 titik,

dan 9 titik ukur pada jam 11 yang telah di jelaskan pada bab 3. Dari

ketiga titik tersebut data yang diambil berupa temperatut pada 3

jam agar didapatkan nilai eror. Dari hasil eror tersebut akan

digunakan sebagai parameter untuk variasi model yang lain.

Tabel 4. 1 Hasil Validasi Simulasi Atap Chamber

Jam Eksperimen (OC) Simulasi (OC) Eror (%)

T1 T2 T3 T1 T2 T3 T1 T2 T3

9 51,000 55,000 53,667 52,851 53,982 55,491 3,629 1,850 3,398

10 55,000 48,333 50,000 54,633 49,753 50,091 0,667 2,937 0,182

11 48,333 45,667 50,667 49,261 44,954 51,601 1,920 1,561 1,843

Rata – Rata Eror 2,072 2,116 1,807

Dari tabel 4.1 dan tabel 4.2 diatas dapat diketahui nilai eror

rata-rata dibawah 10 %. Untuk validasi data atap chamber,

pengambilan data titik kedua memiliki nilai eror yang paling besar

yakni 2,116 dan nilai yang memiliki eror paling kecil adalah 1,807

pada titik 3. Sedangkan pada validasi data jam 11, nilai eror

tertinggi dan terendah pada titik 1 dan 6 dengan nilai eror 4.819 %

dan 4.328 %. Oleh karena itu, hasil dari simulasi sudah tervalidasi.

Page 50: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

26

Tabel 4. 2 Validasi Data Jam 11.00

Titik

Jam 11.00

Eror (%) Eksperimen

(OC)

Simulasi

(OC)

1 41,771 39,761 4,819

2 36,972 35,892 2,921

3 37,003 36,814 0,510

4 41,805 41,905 0,239

5 38,402 38,432 0,078

6 38,832 37,151 4,328

7 48,331 49,262 1,926

8 45,674 44,953 1,578

9 50,672 51,604 1,839

Rata - rata Eror 2,026

4.2 Analisa Distribusi Temperatur

Pada simulasi yang di lakukan oleh software CFD, dapat

diketahui beberapa suhu dari seluruh chamber. Data temperature

beguna untuk perhitungan nilai enthalpy pada ikan. Setelah nilai

tersebut dapat diketahui, maka nilai penurunan moisture content

dari ikan dapat diketahui dari plot gambar psychometric chart

melalui data enthalpy dan suhu. Data dari yang sudah didapatkan

mampu menjelaskan bagaimana proses pengeringan terjadi.

4.2.1 Data Iradiasi Matahari

Dalam proses perpindahan panas yang terjadi pada mesin

ini, energi utama yang digunakan adalah energi matahari. Dari

proses perpindahan panas matahari ke material ikan terjadi

perpindahan panas secara radiasi dan konduksi. Sehingga dari

kedua proses perpindahan panas tersebut timbul perpindahan panas

secara konveksi. Agar proses perpindahan panas terjadi secara

Page 51: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

27

cepat maka dibantu oleh blower, sehingga konveksi paksa dapat

membantu proses pengeringan ikan. Data pada gambar 4.1

merepresentasikan energi dari matahari yang diterima oleh suhu

lingkungan.

Gambar 4. 1 Korelasi Iradiasi Matahari Dengan Suhu

Lingkungan

Dari gambar diatas didapatkan nilai iradiasi matahari

tertinggi pada jam 11.00 WIB dengan nilai 1023.5 W/m2, nilai

minimal pada jam 14.00 WIB dengan nilai 972 W/m2. Data iradiasi

tersebut juga memengaruhi suhu lingkungan pada chamber. Nilai

maksimal dari suhu lingkungan adalah 39.99 OC pada massa 1 Kg

dan nilai minimal adalah 36.33 OC pada massa 5 Kg. Sehingga

didapatkan nilai range sebesar 3.66 OC. Nilai dari suhu lingkungan

ini juga berpengaruh pada temperatur ikan. Untuk kontur pada

simulasi dapat dilihat pada gambar 4.2.

9 10 11 12 13 14

Intensitas Radiasi 994,1601015,9001023,8501020,6801005,380972,000

1 kg 38,458 38,814 39,995 39,283 38,864 36,962

2 kg 38,377 38,501 39,945 39,083 38,746 36,806

5 kg 38,165 38,023 39,464 38,265 38,670 36,325

34

35

36

37

38

39

40

41

940,000950,000960,000970,000980,000990,000

1000,0001010,0001020,0001030,000

SUH

U (O

C)

IRA

DIA

SI M

ATA

HA

RI

(W/M

2)

JAM

Page 52: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

28

Gambar 4. 2 Kontur Suhu Lingkungan pada Jam 11

4.2.2 Temperatur Ikan

Temperatur pada ikan direpresentasikan dengan volume

tray tiap jam. Dan terlihat pada tiap tray memiliki suhu yang

bervariasi. Pada pengambilan data dengan kecepatan 0.9 m/s

ditunjukkan dengan gambar 4.3.

Nilai suhu ikan tertinggi rata – rata didapatkan pada jam

11.00 WIB. Hal tersebut sesuai dengan besarnya nilai iradiasi

matahari yang diterima oleh mesin. Suhu tertinggi adalah 36.880 OC dan suhu minimal adalah 34.206 OC pada pukul 14.00 WIB

dengan massa 5 Kg. Untuk kontur pada simulasi CFD dapat dilihat

pada gambar 4.4.

Page 53: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

29

Gambar 4. 3 Suhu pada kecepatan 0.9 m/s

Gambar 4. 4 Kontur Suhu Ikan pada Jam 11

9 10 11 12 13 14

1 Kg 36,059 36,314 36,880 36,206 35,728 34,705

2 Kg 35,085 35,084 35,946 35,271 34,925 34,605

5 Kg 35,060 34,950 35,812 35,137 34,809 34,206

32,50033,00033,50034,00034,50035,00035,50036,00036,50037,00037,500

SUH

U (

OC

)

JAM

1 Kg 2 Kg 5 Kg

Page 54: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

30

4.3 Analisa Perpindahan Panas pada Ikan

Proses perpindahan panas di awali dengan radiasi matahari

yang masuk kedalam mesin dan diteruskan dengan proses

konduksi melalui plat besi mengakibatkan terjadinya konveksi di

dalam mesin pengering. Untuk mempercepat proses pengeringan

maka dibantu dengan blower, agar nilai dari kalor yang berpindah

bertambah. Dengan loses yang terjadi dari proses perpindahan

panas, maka diperlukan perhitungan kalor yang masuk kedalam

ikan melalui proses evaporasi yang mampu menguapkan massa air

pada ikan. Dari gambar 4.5 dapat dilihat drying rate yang diuapkan

oleh mesin pengering dengan variasi massa yang ada.

Gambar 4. 5 Drying Rate

9 10 11 12 13 14

Eksperimen (1 Kg) 0 3,89E-062,74E-061,19E-058,08E-062,78E-05

Perhitungan (2 Kg) 0 7,88E-06 7,5E-06 6,83E-066,28E-065,78E-06

Perhitungan (5 Kg) 0 1,96E-051,87E-05 1,7E-05 1,57E-051,43E-05

0

0,000005

0,00001

0,000015

0,00002

0,000025

0,00003

DR

YIN

G R

ATE

(K

G/S

)

JAM

Eksperimen (1 Kg) Perhitungan (2 Kg) Perhitungan (5 Kg)

Page 55: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

31

4.3.1 Data Entalpi

Tabel 4. 3 Tabel Entalpi

Massa

(Kg) Jam

T ikan

(OC)

Entalpi

(kj/kg)

1

9 36,059 2415,381

10 36,314 2414,773

11 36,880 2413,426

12 36,206 2415,029

13 35,728 2416,168

14 34,705 2418,602

2

9 35,085 2417,698

10 35,084 2417,701

11 35,946 2415,648

12 35,271 2417,255

13 34,925 2418,078

14 34,605 2418,840

5

9 35,060 2417,756

10 34,950 2418,019

11 35,812 2415,968

12 35,137 2417,574

13 34,809 2418,354

14 34,206 2419,790

Berdasarkan tabel 4.3 massa ikan yang telah dikeringkan

mengalami proses penguapan. Berdasarkan literatur, rata-rata

penurunan massa uap air mencapai 50 % dari massa ikan. Pada

mesin pengering ini, variasi massa ikan basah adalah 1 kg, 2 kg,

dan 5 kg. Dari ketiga massa tersebut diharapkan turun sesuai

Page 56: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

32

standar. Penurunan massa ikan 1 kg dihitung melalui data

eksperimen. Setelah itu, variasi massa dilakukan dengan data

validasi 1 kg. Sehingga dapat diketahui prediksi penurunan ikan

pada variasi massa yang lain. Sebelum diketahui prediksi massa

ikan, maka dilakukan pengambilan data entalpi melalui tabel

properti termodinamika dari data suhu ikan. Karena data entalpi

pada tabel properti termodinamika berupa bilangan bulat maka

diperlukan metode interpolasi, agar bilangan desimal dapat

diketahui nilai entalpinya.

4.3.2 Penurunan Moisture Content Ikan

Untuk mengetahui prediksi penurunan massa air dari ikan,

maka dilakukan ploting data pada psychometric chart dengan

memasukkan nilai entalpi dan suhu ikan. Setelah itu, massa ikan

awal dikalikan dengan penurunan moisture content. Hal serupa

juga dilakukan pada jam selanjutnya. Data dapat dilihat pada tabel

4.4. Massa 1 kg digunakan sebagai data validasi perhitungan massa

uap air yang memiliki nilai eror sebesar 33.56 %. Data tersebut

dapat dijadikan acuan untuk variasi massa 2 kg dan 5 kg. Data

selengkapnya dapat dilihat pada 4.5.

Berdasarkan data pada 4.6 dan 4.7, nilai yang dibawah 10

% adalah massa 2 kg. Oleh karena itu, masssa 2 kg dapat di

keringkan pada mesin pengering. Massa 5 kg tidak bisa digunakan

pada alat ini karena memiliki nilai eror yang lebih dari 10%.

Page 57: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

33

Tabel 4. 4 Tabel Perhitungan Moisture Content

Massa

(kg) Jam MC (%)

Massa ikan

(kg)

Massa Uap

Air (kg)

2

9 0,929057 0,40 0,00

10 0,929059 0,37 0,02

11 0,927358 0,34 0,02

12 0,92869 0,32 0,02

13 0,929373 0,29 0,02

14 0,930005 0,27 0,02

5

9 0,929106 1,00 0,00

10 0,929324 0,93 0,07

11 0,927623 0,86 0,06

12 0,928954 0,80 0,06

13 0,929602 0,74 0,05

14 0,930794 0,69 0,05

Tabel 4. 5 Tabel Validasi Perhitungan Entalpi

Jam Eksperimen

(kg)

Perhitungan

(kg)

9 0,20 0,20

10 0,19 0,18

11 0,17 0,17

12 0,13 0,16

13 0,11 0,15

14 0,10 0,13

Eror (%) 33,56

Page 58: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

34

Tabel 4. 6 Eror Perhitungan Massa 2 kg

Massa

Awal

Eksperimen

(kg)

Massa Awal

Perhitungan

(kg)

Eror

massa

(%)

Eror

Perhitungan

(%)

0,1 0,13 33,56 4,30

0,2 0,27 35,00

Tabel 4. 7 Eror Perhitungan Massa 5 kg

Massa

Awal

Eksperimen

(kg)

Massa

Awal

Perhitungan

(kg)

Eror

massa

(%)

Eror

Perhitungan

(%)

0,1 0,13 33,56 13,20

0,5 0,69 38,00

Dari tabel 4.6 dan 4.7 diatas dapat diperoleh massa ikan

kering tiap jam yang dapat direpresentasikan pada gambar 4.6 dan

4.7.

Gambar 4. 6 Penurunan Massa Ikan 1 kg (Eksperimen)

9 10 11 12 13 14

Massa Ikan (kg) 0,200 0,186 0,176 0,133 0,104 0,100

0,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,1700,1800,1900,200

MA

SSA

IKA

N (

KG

)

JAM

Page 59: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

35

Gambar 4. 7 Gambar Penurunan Massa Ikan (Perhitungan)

Massa 1 kg terlihat pada gambar 4.6 mampu mencapai

nilai dari 50 % dari massa ikan awal. Akan tetapi, pada massa 2 kg

dan 5 kg belum mencapai 50 % dari massa ikan awal. Oleh karena

itu, perlu dilakukan perhitungan melalui persamaan pada tabel 4.6

dan 4.7 untuk menghitung kapasitas eror yang masih bisa di

toleransi. Nilai toleransi harus berada di bawah 10 %.

4.3.3 Laju Penguapan

Laju penguapan merupakan kecepatan pengurangan uap

air dari massa ikan yang akan dikeringkan. Laju penguapan dapat

dihitung melalui massa uap air tiap jam dibagi dengan waktu

pengeringan. Pada pengeringan ikan didapatkan trend yang relatif

sama. Untuk menunjukkan hal tersebut dapat dilihat pada gambar

4.8.

9 10 11 12 13 14

5 kg 1,000 0,929 0,862 0,800 0,744 0,692

2 kg 0,400 0,371 0,344 0,320 0,297 0,276

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200M

ASS

A IK

AN

(K

G)

JAM

Page 60: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

36

Gambar 4. 8 Korelasi Drying Rate dan Massa Ikan

4.4 Analisa Jumlah Kalor

Perpindahan panas konveksi digunakan untuk menganalisa

efisiensi pada mesin pengering ikan. Konveksi paksa memiliki

nilai koefisien konveksi 250 W/m2 yang mampu membantu

mengeringkan ikan. Dengan perhitungan berdasarkan dasar teori

yang ada, maka massa 1 kg dan 2 kg dapat dihitung sebagai berikut.

9 10 11 12 13 14

Drying Rate 0 3,89E-062,74E-061,19E-058,08E-062,78E-05

Massa Ikan Kering 0,200000,186000,176120,133290,104190,10000

0,00000

0,05000

0,10000

0,15000

0,20000

0,25000

0

0,000005

0,00001

0,000015

0,00002

0,000025

0,00003

Mas

sa Ik

an K

erin

g(K

g)

Dry

ing

Rat

e (K

g/s)

Jam

Drying Rate | Massa Ikan Kering

Drying Rate Massa Ikan Kering

Page 61: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

37

Gambar 4. 9 Gambar Kalor Konveksi Massa 1 kg

Gambar 4. 10 Gambar Kalor Konveksi Massa 2 kg

Dari gambar 4.9 dan 4.10 dapat diliihat bahwa kalor yang

masuk pada massa 2 kg lebih besar daripada 1 kg diakibatkan

massa yang akan dikeringkan. Nilai tertinggi pada tabel adalah

9 10 11 12 13 14

Q konveksi 8,877 9,250 11,529 11,387 11,603 8,350

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000K

ALO

R (

J/S)

JAM

9 10 11 12 13 14

Q konveksi 12,184 12,645 14,797 12,858 15,386 8,144

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

KA

LOR

(J/

S)

JAM

Page 62: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

38

15.386 W. Dari data kalor konveksi ini, selanjutnya dilakukan

perhitungan efisiensi dengan memasukkan kalor evaporasi sebagai

input dan kalor konveksi dan daya kipas sebagai output maka

didapatkan nilai Qout tiap jam pada massa 1 kg dan 2 kg sebesar

131.46 W dan 82.84 W. Sedangkan Qin memiliki nilai yang relatif

sama antara massa 1 kg dan 2 kg sebesar 421 W dan 430 W. Dari

perhitungan yang ada didapatkan nilai efisiensi sebesar 31.2 %

untuk massa 1 kg dan 19 % untuk massa 2 kg.

4.5 Analisa Variasi Kecepatan

Optimalisasi bertujuan agar mesin ini mampu bekerja

secara maksimal. Oleh karena itu, dengan menambah variasi

kecepatan pada blower dengan rpm menjadi 1650 dan 1800 RPM

dapat dipaparkan pada gambar dibawah.

Gambar 4. 11 Pengaruh suhu ikan terhadap kecepatan

Dari gambar 4.11 dapat dilihat bahwa apabila kecepatan

bertambah maka suhu juga akan bertambah. Hal tersebut sesuai

dengan teori kinetic gas yang menjelaskan hubungan antara

9 10 11 12 13 14

1500 RPM 34,705 36,314 36,880 36,206 35,728 36,059

1650 RPM 39,235 39,1638 40,008 39,339 39,0756 38,715

1850 RPM 39,3006 39,79 40,8 39,787 39,8388 38,89

31,00032,00033,00034,00035,00036,00037,00038,00039,00040,00041,00042,000

SUH

U (

OC

)

KECEPATAN (RPM)

Page 63: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

39

kecepatan dan suhu adalah sebanding, dikarenakan partikel pada

suatu ruangan tertentu bergerak lebih kencang diakibatkan oleh

kecepatan yang ditambah. Setelah diketahui nilai suhu pada

masing-masing kecepatan didapatkan pelepasan kalor sebesar 82

W dan efisiensi sebesar 19 % pada kecepatan 1500 RPM. Setelah

itu, untuk kecepatan 1650 RPM dan 1850 RPM mesin ini mampu

melepaskan kalor sebesar 89.11 W, 89.95 W dan efisiensi sebesar

23 %.

Sesuai dengan bilangan Reynolds, kecepatan maksimal

sebesar 7.5 m/s pada chamber dapat dikatakan sebagai aliran

laminar dengan nilai 387. Hal tersebut mampu memengaruhi

hubungan suhu dan kecepatan pada chamber. Berdasarkan teori

kinetik gas hubungan kecepatan dan suhu sebanding.

4.6 Analisa Simulasi Transient

Dalam proses simulasi CFD, ada dua tipe simulasi yang

dipengaruhi oleh fungsi waktu yakni steady dan transient. Steady

merupakan simulasi yang tidak dipengaruhi oleh waktu, sedangkan

transient simulasi yang dipengaruhi oleh waktu. Pada simulasi

CFD keduanya memiliki perbedaan pada tahap calculation. Untuk

simulasi transient menggunakan istilah time step untuk mengetahui

proses perubahan tiap waktunya dalam selang waktu tertentu.

Selain itu, untuk mengatur waktu simulasi dikenal sebagai number

of time step. Sedangkan pada simulasi kondisi steady hanya diatur

jumlah iterasi pada tahap tersebut.

Dalam proses simulasi transient, jumlah iterasi yang

digunakan sebanyak 10 dengan nilai residual energi diatur pada

nilai 10-5 agar konvergensi dapat dipercepat. Selain itu, perlu

dilakukan simulasi dengan variasi time step untuk mengetahui

jumlah time step yang terbaik pada simulasi (Kudariyawar, 2015).

Nilai time step yang digunakan pada simulasi ini adalah 60 s, 180

Page 64: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

40

s, dan 300 s dimulai dari jam 10 sampai 11. Berikut gambar 4.12

menjelaskan hasil simulasi transient dengan nilai time step diatas.

Setelah itu dibandingkan dengan nilai eror pada

eksperimen. Untuk melihat nilai eror terbaik pada simulasi maka

dilakukan simulasi steady dengan kondisi yang sama dan

dibandingkan dengan simulasi transient yang sudah dilakukan.

Objek yang digunakan adalah suhu pada kaca chamber di jam 11

dengan nilai eksperimen sebesar 45,67 OC.

900 1800 2700 3600

60 s 40,308 42,418 45,419 48,978

180 s 40,596 44,126 48,134 52,874

300 s 39,858 41,827 44,504 46,964

0

10

20

30

40

50

60

SU

HU

(OC

)

WAKTU (S)

Gambar 4. 12 Gambar Time Step

Page 65: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

41

Tabel 4. 8 Tabel Eror Simulasi Transient dan Steady

Simulasi Suhu

(OC)

Eror

(%)

Transient 60 s 48,978 7,243

Transient 180 s 52,874 15,774

Transient 300 s 46,964 2,833

Steady 47,993 5,086

Pada tabel 4.8 diatas dapat diketahui bahwa simulasi

dengan nilai eror terbaik adalah 300 s. Oleh karena itu, untuk

penelitian selanjutnya dapat dilakukan simulasi transient dengan

nilai time step 300 s. Berikut kontur yang menggambarkan keadaan

tersebut.

Gambar 4. 13 Kontur pada 900 s

Page 66: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

42

Gambar 4. 14 Kontur pada 1800 s

Gambar 4. 15 Kontur pada 2700

Page 67: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

43

Gambar 4. 16 Kontur pada 3600 s

Perubahan kontur pada 900 s terlihat suhu maksimal yang

terbaca sebesar 40.61 OC dan meningkat menjadi 44.98 OC, 50.33 OC, dan 55.43 OC pada kontur 1800 s, 2700 s dan 3600 s. Hal

tersebut juga berlaku pada suhu minimal yakni meningkat dari

39.05 OC, 39.07 OC, 39.24 OC, dan 39.29 OC. Untuk persebaran

suhu maksimal terdapat pada atap chamber sisi miring plane ZX,

dan suhu minimal pada atap chamber plane ZY.

Page 68: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

44

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 69: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

45

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dalam penelitian tugas akhir ini dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut :

1. Dari pengujian eksperimental pada massa 1 Kg didapatkan

ikan dikatakan layak konsumsi apabila nilai moisture

content ikan dibawah 10 % dan massa air ikan yang

menguap kurang lebih sebesar 50 % dari massa ikan basah.

Sehingga untuk mengetahui efisiensi dari mesin

pengeringan ikan didapatkan 31.2 %.

2. Dari hasil simulasi didapatkan nilai eror penurunan massa

uap air pada variasi massa 2 Kg dan 5 Kg sebesar 4.3 %

dan 13.2 %. Oleh karena itu, massa 5 Kg bisa dikatakan

overload karena memiliki eror lebih dari 10 %.

3. Untuk mengoptimalkan penggunaan dari mesin pengering

ikan ini yang semula memiliki kecepatan 1500 RPM yang

mampu melepaskan kalor sebesar 82 W dengan efisiensi

19 % maka dilakukan variasi kecepatan blower di

optimalkan menjadi 1650 rpm dan 1800 rpm pada massa 2

Kg. Sehingga mesin ini mampu melepaskan kalor sebesar

89.11 W, 89.95 W dan efisiensi sebesar 23 %.

5.2 Rekomendasi

Karena setiap penelitian pasti ada kesalahan, maka

diperlukan saran agar penelitian tentang mesin pengering dapat

berkembang. Oleh karena itu, dalam variasi kecepatan blower

sebaiknya diganti dengan blower yang lebih besar, agar waktu

pengeringan dapat maksimalkan. Selain itu, perlu dilakukan

simulasi secara transien agar analisa mampu lebih dalam.

Page 70: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

46

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 71: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

47

DAFTAR PUSTAKA

Handoyo, Ekadewi. 2012. Disain dan Pengujian Sistem

Pengering Ikan Bertenaga Surya. Univesitas Kristen

Petra. Surabaya

Abdjul, Sukarmanto. 2012. Rancang Bangun Alat

Pengering Ikan Asin Efek Rumah Kaca Berbentuk

Prisma Segi Empat Dengan Variasi Batu Sebagai

Penyimpan Panas. Politeknik Gorontalo.

Kumar, et al. 2015. Progress in solar dryers for drying

various commodities. Renewable and Sutainable

Energy Reviews 55 (2016) 343 -360.

Fudholi, et al. 2015. Review of solar drying systems with air

based solar collectors in Malaysia. Renewable and

Sutainable Energy Reviews 51 (2015) 1191 - 1204

Al-Kayiem, Hussain. 2015. On the Natural Convection Heat

Transfer in a Rectangular Passage Solar Air Heater.

Mechanical Eng. Dept. Universiti Teknologi

PETRONAS

Versteeg, H.K. and W. Malalasekera. 1995. An Introduction

to Computational Fluid Dynamics The Finite

Volume Method, Longman Sc & Technical,

Malaysia.

Syaiful, M. 2009. Profil Suhu Pada Proses Pengeringan

Produk Pertanian Dengan Simulasi Computational

Fluid Dynamics (CFD). Jurusan Teknik Mesin.

Fakultas Teknik Universitas Bengkulu.

Hantoro, Ridho . 2017. Solar Dryer and Photovoltaic for Fish

Commodities (Case Study in Fishery Community at

Kenjeran Surabaya)

Page 72: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

48

Blowerani, Indriyati. 2013. Studi Eksperimental Sistem

Pengering Tenaga Surya Menggunakan Tipe Green

House dengan Kotak Kaca. Teknik Fisika ITS.

Surabaya

Ferianto. 2013. Studi Eksperimen Pengaruh Variasi

Temperatur dan Kecepatan Udara Pengering

Terhadap Karakteristik Pengeringan Batubara Pada

Coal Dryer dengan Tube Heater tersusun Staggered.

Teknik Mesin ITS. Surabaya.

Stocker, Wilbert F and Jones, Jerold W. 1982. Refrigerasi

dan Pengkondisian Udara. Edisi Kedua.

Diterjemahkan oleh Supratman Hara. Erlangga.

Jakarta.

Kumbhar, B. K. 1981. Thermal Properties of Fresh and

Frozen Fish.

Psycometric Chart Online. Dikutip 3 Juni 2018 dari

www.flycarpet.net/en/PsyOnline

Persamaan Motor Induksi. Dikutip 3 Juni 2018 dari

www.elektronikabersama.web.id

Rpm calculator. Dikutip 3 Juni 2018 dari

www.endmemo.com/physics/rpmlinear.php

Mass flow rate calculator. Dikutip 3 Juni 2018 dari

www.endmemo.com/physics/massflow.php

Cengel, Yunus A. 1998. Heat Transfer A Practical

Approach. Mc Graw Hill.

Moran, Michael J. and Shapiro, Howard N. Fundamentals of

Engineering Thermodynamics. 5th edition. J. Wiley

Page 73: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

49

Kudariyawar, Jayaraj Y. 2015. Computational and

Experimental Investigation of Steady State and

Transient Characterisctics of Molten Salt Natural

Circulation Loop. Homi Bhabha National Institute.

Mumbai. India.

Anderson, John D. 1995. Computational Fluid Dynamics

The Basics With Applications. McGraw-Hill

Romadhoni, Eko. 2017. Mesin Penghasil Air Aki

Menggunakan Mesin Siklus Kompresi Uap

Dilengkapi dengan Humidifier

Page 74: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

50

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

Page 75: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

51

LAMPIRAN

LAMPIRAN A

Spesifikasi Blower dan Perhitungan RPM

Software Psycometric Chart Calculator

Page 76: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

52

LAMPIRAN B

Perhitungan Bilangan Reynolds

𝑅𝑒 =𝜌𝑣𝐿

𝜇

Dimana :

ρ = Massa Jenis Fluida (kg/m3)

v = Kecepatan Fluida (m/s)

L = Panjang Inlet (m)

µ = Viskositas Fluida (kg/ms)

dengan memasukkan nilai parameter dibawah, maka didapatkan

hasil bilangan Reynolds sebesar 387.

ρ = 1.225 kg/m3

v = 7.5 m/s

L = 0.8 m

µ = 0.01898 kg/ms

Page 77: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

53

LAMPIRAN C

Nilai viskositas

Page 78: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

54

LAMPIRAN D

I. Persamaan kontinuitas

Gambar Finite control volume fixed in space (Anderson, 1995)

Berdasarkan Gambar didapat kan persamaan massa aliran dari

fluida yang melewati area dS adalah

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

Jika persamaan (1) dibawa ke bentuk integral akan menjadi

S

dSVB .........................................................................(2)

Massa dalam elemn volume dV adalah ρdV maka total massa

dalam control volume adalah :

dV .....................................................................................(3)

Perubahan massa di dalam volum V adalah

Page 79: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

55

dVt

................................................................................(4)

Perubaha massa terhadap waktu )(dxdydzt

.....................(5)

Prinsip fisika dari konservasi massa dapat di rumuskan dalam

persamaan berikut

0)()()(

)(

)()()(

z

w

y

v

x

u

tdxdydz

t

dxdydzz

w

y

v

x

u

...........(6)

Atau dapat disederhanakan menjadi

0)(

V

t

...................................................................(7)

II. Persamaan momentum

Gambar Pergerakan fluida, gaya pada sumbu x untuk menurunkan

persamaan momentum (Anderson, 1995)

Page 80: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

56

Hukum Newton 2 pada sumbu x dapat dirumuskan sebagai :

xx maF ....................................................................................(7)

Elemen fluida yang bergerak dapat dirumuskan sebagai berikut :

Net surface force pada arah x

dxdydzz

dxdzdyy

dydzdxx

dydzdxx

ppp

zxzx

zx

yx

yx

yx

xxxx

xx

.(8)

Total gaya yang bekerja pada sumbu x menjadi :

dxdydzfdxdydzzyxx

pF x

zxyxxxx

.......(9)

Massa dari elemen fluida akan sama dengan :

dxdydzm ...........................................................................(10)

Percepatan didapatkan dari perubahan kecepatan terhadap waktu

Dt

Duax ...................................................................................(11)

Menggabungkan persamaan 7, 9 dan 11, maka akan didapatkan

xzxyxxx fzyxx

p

Dt

Du

..........................(12a)

y

zyyyxyf

zyxy

p

Dt

Dv

..........................(12b)

Page 81: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

57

zzzyzxz fzyxz

p

Dt

Dw

.........................(12.c)

Persamaan Navier-Stokes dapat dituliskan dalam bentuk turunan,

sehingga didapatkan

uVt

u

Dt

Du

........................................................(13)

Atau juga dapat disusun menjadi

t

pu

t

u

t

u

)(

tu

t

u

t

u

)(.............................................................(14)

Jika ditambahkan vektor menjadi :

uVVuuV )()()(

)()( VuuVuV ..........................................(15)

Substitusikan persamaan 13, 14, 15 didapatkan

)()()(

uVVut

pu

t

u

Dt

Du

)()()(

uVVut

pu

t

u

Dt

Du

...............(16)

Dapat disederhanakan menjadi

)()(

uVt

u

Dt

Du

...................................................(17)

Substitusikan persamaan 12 dan 17, didapatkan

xzxyxxx fzyxx

uVt

u

)(

)(....(18a)

y

zyyyxyf

zyxyvV

t

v

)(

)(....(18b)

Page 82: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

58

fzzyxz

wVt

w zzyzxz

)(

)(...(18c)

Berdasarkan penemuan yang didapatkan oleh Stokes tahun 1845

yaitu :

x

uVxx

2)( .........................................................(19a)

y

vVyy

2)( .........................................................(19b)

z

wVzz

2)( ........................................................(19c)

y

u

x

vyxxy .......................................................(19d)

x

w

z

uzxxz .......................................................(19e)

z

v

y

wzyyz .......................................................(19f)

Jika µadalah viskositas molekular dan λ adalah koefisien

viskositas kedua, Stokes menjabarkan bahwa :

3

2 ................................................................................(20)

Substitusi persamaan 18 dan 19 didapatkan persamaan konservasi

momentum yaitu :

Page 83: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

59

xfx

w

z

u

zy

u

x

v

y

x

uV

xy

p

z

uw

y

uv

x

u

t

u

2

)()()()( 2

..............................(21a)

yfz

v

y

w

zy

vV

y

y

u

x

v

xy

p

z

vw

y

v

x

uv

t

v

2

)()()()( 2

..........................(21b)

zfz

wV

zz

v

y

w

y

x

w

z

u

xx

p

z

w

y

uv

x

uw

t

w

2

)()()()( 2

.........................(21c)

Page 84: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

60

III. Persamaan energi

Gambar Energi flux pada elemen fluida yang bergerak

(Anderson,1995)

Prinsip dari konservasi energi Perubahan energi (A) = Flux heat

elemen(B) + Gaya (C) atau dapat ditulis menjadi :

CBA ................................................................................(22)

Gaya yang bekerja karena body adalah

dxdydzVfV .................................................................(23)

Gaya yang bekerja oleh tekanan pada sumbu x adalah :

dxdydzx

updydzdx

x

upupup

)()(..................(24)

Hampir mirip, gaya yang bekerja oleh tegangan dan reganagan

permukaan pada sumbu x adalah :

dxdydzy

udxdzu

y

uu

yx

yx

yx

yx

)()(

.............(25)

Gaya yang bekerja pada elemen yang bergerak dalam fluida

adalah

Page 85: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

61

dxdydzz

u

y

u

x

u

x

up zxyxxx

)()()()(

...............(26)

C dapat dirumuskan seperti persamaan berikut

Vdxdydzfdxdydz

z

w

y

w

x

w

z

v

y

v

x

v

z

u

y

u

x

u

z

wp

y

vp

x

up

C

zz

yzxz

zyyy

xyzx

yxxx

)(

)()(

)()(

)()(

)()(

)(

)()(

.........(27)

Penambahan perubahan panas per satuan massa

Volumetric heating of element dxdydzq

..........................(28)

Perpindahan panas pada sumbu x karena konduksi panas adalah :

dxdydzx

qdydz

x

qqq x

xx

................................(29)

Page 86: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

62

Heating of fluid element by conduction = dxdydz

z

q

y

q

x

q

z

y

x

...(30)

B adalah penjumlahan dari persamaan 29 dan 30, dapat ditulis :

dxdydzz

q

y

q

x

qqB zyx

................................(31)

Berdasarkan hukum Fourier tentang konduksi panas persamaan

31 dapat ditulis ulang menjadi

dxdydzy

Tk

yy

Tk

yx

Tk

xqB

..(32)

Dengan mempertimbangkan A sebagai energi total, didapatkan

persamaan berikut :

dxdydzV

eDt

DA

2

2

....................................................(33)

Bentuk akhir dari persamaan energi adalah sebagai berikut :

Page 87: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

63

Vfz

w

y

w

x

w

z

v

y

v

x

v

z

u

y

u

x

u

z

wp

y

vp

x

up

y

Tk

y

y

Tk

yx

Tk

xq

Ve

Dt

D

zzyzxzzy

yyxyzxyx

xx

)()()()(

)()()()(

)()()()(

2

2

..........(34)

Dengan memepertimbangkan energi internal, persamaan 34 dapat

ditulis kembali sebagai berikut :

xzxyxxx ufzyxx

pu

Dt

uD

)2/( 2

.............(35)

y

zyyyxyvf

zyxy

pv

Dt

vD

)2/( 2

..............(36)

zzzyzxz wfzyxz

pw

Dt

wD

)2/( 2

............(37)

Menjumlahkan persamaan 25, 36 dan 37 dean u2+v2+w2 = V2

kemudian dikurangi dengan persamaan 34 didapatkan persamaan

baru yaitu :

Page 88: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

65

z

w

y

w

x

w

z

v

y

v

x

v

z

u

y

u

x

u

z

w

y

v

x

up

y

Tk

yy

Tk

yx

Tk

xq

Dt

De

zzyzxzzyyy

xyzxyxxx

...(38)

Page 89: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …
Page 90: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

64

LA

MP

IRA

N E

Kec

epat

an 0

.9 m

/s

12

34

5Re

rata

Rera

taRe

rata

HA

delT

Q

969

68,5

70,6

69,4

6969

,30

34,7

0538

,458

2415

,381

0,20

000

0,00

00

00

250

0,01

482,

3992

8,87

704

6068

,877

04

1060

,66

59,6

61,6

60,5

60,1

60,4

936

,314

38,8

1424

14,7

730,

1860

00,

014

3600

3,88

889E

-06

9,39

078

250

0,01

482,

59,

2560

69,2

5

1156

,853

,657

,654

,649

,854

,48

36,8

8039

,996

2413

,427

0,17

612

0,01

036

002,

7444

8E-0

66,

6235

925

00,

0148

3,11

6211

,529

9460

71,5

2994

1228

,827

,628

,927

,326

,927

,90

36,2

0639

,284

2415

,029

0,13

329

0,04

336

001,

1897

1E-0

528

,731

825

00,

0148

3,07

7611

,387

1260

71,3

8712

139,

69,

810

,39,

69,

99,

8435

,728

38,8

6424

16,1

680,

1041

90,

029

3600

8,08

358E

-06

19,5

313

250

0,01

483,

1362

11,6

0394

6071

,603

94

146,

77,

26,

87,

58

7,24

36,0

5936

,962

2418

,602

0,10

000

0,10

036

002,

7777

8E-0

567

,183

425

00,

0148

2,25

78,

3509

6068

,350

9

935

,085

38,3

7824

17,6

980,

9290

570,

4000

00,

000

00

025

00,

0148

3,29

312

,184

160

72,1

841

1035

,084

38,5

0124

17,7

010,

9290

590,

3716

20,

028

3600

7,88

233E

-06

19,0

571

250

0,01

483,

4176

12,6

4512

6072

,645

12

1135

,946

39,9

4624

15,6

480,

9273

580,

3446

30,

027

3600

7,49

874E

-06

18,1

143

250

0,01

483,

9994

14,7

9778

6074

,797

78

1235

,271

39,0

8424

17,2

550,

9286

90,

3200

50,

025

3600

6,82

651E

-06

16,5

014

250

0,01

483,

4752

12,8

5824

6072

,858

24

1334

,925

38,7

4624

18,0

780,

9293

730,

2974

50,

023

3600

6,27

899E

-06

15,1

831

250

0,01

484,

1586

15,3

8682

6075

,386

82

1434

,605

36,8

0624

18,8

40,

9300

050,

2766

30,

021

3600

5,78

33E-

0613

,988

925

00,

0148

2,20

128,

1444

460

68,1

4444

Tota

l

Qou

tTo

tal Q

inEf

isie

nsi

(%)

131,

4609

420,

9989

31,2

2594

Qko

nvKi

pas

Qin

T su

rfac

e

(C)

Qou

t

(Jou

le)

t (s)

Dry

ing

Rate

(kg/

s)

Enth

alpi

(Kj/

Kg)

Mas

sa ik

an

keri

ng (k

g)

Mas

sa

uap

air

(kg)

W (%

)M

C ti

ap tr

ay (%

)T

ikan

(C)

1 2

Jam

M

assa

(kg)

82,8

4483

436,

0165

19,0

0039

Page 91: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

65

Kecep

atan 1

m/s

RerataRerata

HA

delTQ

939,235

39,37782407,8207

0,9208880,40000

0,0000

00

2500,0148

0,14280,52836

6060,52836

1039,164

39,45682407,990156

0,9210270,36893

0,0313600

8,63E-0620,78357708

2500,0148

0,2931,0841

6061,0841

1140,008

40,90562405,9808

0,9193710,33921

0,0303600

8,26E-0619,86430918

2500,0148

0,89763,32112

6063,32112

1239,339

39,7072407,57318

0,9206830,31288

0,0263600

7,31E-0617,60546995

2500,0148

0,3681,3616

6061,3616

1339,076

39,912408,200072

0,92120,28821

0,0253600

6,85E-0616,50616787

2500,0148

0,83443,08728

6063,08728

1438,715

37,76882409,0583

0,9219090,26675

0,0213600

5,96E-0614,35535936

2500,0148

0,94623,50094

6063,50094

Efisiensi (%)

23,89886046

Massa (kg)

Jam

T ikan

(C)

T surface

(C)Enthalpi

(Kj/Kg)W

(%)

Massa ikan

kering (kg)

Massa

uap air

(kg)

t (s)

Drying

Rate

(kg/s)

Qout (Joule)

Qkonv

Kipas Q

inTotal

Qout

Total Qin

289,11488

372,8834

Page 92: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

66

Kec

epat

an 1

.1 m

/s

Rera

taRe

rata

HA

delT

Q

939

,301

39,4

116

2407

,665

0,92

1563

60,

4000

00,

000

00

025

00,

0148

0,11

10,

4107

6060

,410

7

1039

,79

40,6

924

08,8

790,

9217

610,

3687

00,

031

3600

8,69

322E

-06

20,9

4092

250

0,01

480,

93,

3360

63,3

3

1140

,841

,23

2407

,221

0,92

0393

0,33

935

0,02

936

008,

1531

8E-0

619

,626

5125

00,

0148

0,43

1,59

160

61,5

91

1239

,787

42,1

356

2406

,507

0,91

9804

0,31

214

0,02

736

007,

5596

5E-0

618

,192

3625

00,

0148

2,34

868,

6898

260

68,6

8982

1339

,839

42,0

016

2406

,384

0,91

9703

0,28

707

0,02

536

006,

9621

6E-0

616

,753

6225

00,

0148

2,16

288,

0023

660

68,0

0236

1438

,89

40,2

608

2412

,719

0,92

4933

0,26

552

0,02

236

005,

9860

6E-0

614

,442

6825

00,

0148

1,37

085,

0719

660

65,0

7196

Qkon

vM

assa

(kg)

Jam

T ika

n

(C)

T sur

face

(C)

Mas

sa

uap

air

(kg)

Mas

sa ik

an

kerin

g (kg

)t (

s)Dr

ying

Rat

e

(kg/

s)

Enth

alpi

(Kj/K

g)

Qout

(Joul

e)W

(%)

Kipa

s Qi

nTo

tal Q

out

Tota

l Qin

Efisi

ensi

(%)

289

,956

088

387,

0958

23,2

3871

Page 93: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

67

Jam Tray T (K) h W (%) Massa ikan (kg)

1

2

3

4

5

1 38,024 2410,703 0,923267 0,184653

2 38,023 2410,705 0,919493 0,183899

3 38,024 2410,703 0,921846 0,184369

4 38,024 2410,703 0,922222 0,184444

5 38,023 2410,705 0,925663 0,185133

1 39,465 2407,273 0,921474 0,170153

2 39,464 2407,276 0,919495 0,169094

3 39,465 2407,273 0,921848 0,169960

4 39,465 2407,273 0,922854 0,170215

5 39,464 2407,276 0,925661 0,171370

1 38,265 2410,129 0,922689 0,156999

2 38,265 2410,129 0,919491 0,155480

3 38,266 2410,127 0,921846 0,156677

4 38,265 2410,129 0,922220 0,156976

5 38,265 2410,129 0,925663 0,158631

1 38,671 2409,163 0,922691 0,144861

2 38,670 2409,165 0,919493 0,142963

3 38,671 2409,163 0,921848 0,144433

4 38,670 2409,165 0,922854 0,144866

5 38,670 2409,165 0,925663 0,146839

1 36,325 2414,747 0,922691 0,133662

2 36,326 2414,744 0,919495 0,131454

3 36,325 2414,747 0,921848 0,133145

4 36,324 2414,749 0,922222 0,133598

5 36,325 2414,747 0,925663 0,135923

14

9 0,200000

10

11

12

13

Validasi Moisture Content 1 kg

Page 94: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

68

Jam

Tray

T (K

)h

W (

%)

Mas

sa ik

an (

kg)

Rat

a-ra

ta (

Kg)

Jam

Tray

T (K

)h

W (

%)

Mas

sa ik

an (

kg)

Rat

a-ra

ta (

Kg)

11

22

33

44

55

138

,620

2409

,284

40,

9220

950,

9220

951

41,9

6724

01,2

790,

9155

20,

3662

08

238

,317

2410

,005

50,

9226

910,

9226

912

41,9

6624

01,2

820,

9155

220,

3662

088

338

,318

2410

,003

20,

9226

890,

9226

893

41,9

6824

01,2

770,

9155

180,

3662

072

438

,317

2410

,005

50,

9226

910,

9226

914

41,9

6724

01,2

790,

9155

20,

3662

08

538

,317

2410

,005

50,

9226

910,

9226

915

41,9

6624

01,2

820,

9155

220,

3662

088

139

,946

2406

,128

50,

9194

930,

8478

601

43,2

7523

98,1

40,

9129

550,

3343

3142

5

239

,945

2406

,130

90,

9194

950,

8484

102

43,2

7423

98,1

420,

9129

570,

3343

3288

7

339

,947

2406

,126

10,

9194

910,

8484

043

43,2

7523

98,1

40,

9129

550,

3343

3069

4

439

,946

2406

,128

50,

9194

930,

8484

084

43,2

7423

98,1

420,

9129

570,

3343

3215

7

539

,945

2406

,130

90,

9194

950,

8484

105

43,2

7423

98,1

420,

9129

570,

3343

3288

7

138

,747

2408

,982

10,

9218

460,

7815

961

42,0

8424

00,9

980,

9152

90,

3060

1021

238

,746

2408

,984

50,

9218

480,

7821

052

42,0

8324

01,0

010,

9152

920,

3060

1221

7

338

,747

2408

,982

10,

9218

460,

7820

983

42,0

8424

00,9

980,

9152

90,

3060

0954

1

438

,746

2408

,984

50,

9218

480,

7821

034

42,0

8324

01,0

010,

9152

920,

3060

1154

9

538

,746

2408

,984

50,

9218

480,

7821

055

42,0

8224

01,0

030,

9152

940,

3060

1288

6

139

,084

2408

,180

10,

9222

220,

7208

051

41,9

4624

01,3

30,

9155

610,

2801

7101

4

239

,083

2408

,182

50,

9228

540,

7217

692

41,9

4624

01,3

30,

9155

610,

2801

7285

2

339

,085

2408

,177

70,

9222

200,

7212

663

41,9

4724

01,3

270,

9155

590,

2801

6978

9

439

,083

2408

,182

50,

9228

540,

7217

674

41,9

4624

01,3

30,

9155

610,

2801

7224

539

,084

2408

,180

10,

9222

220,

7212

745

41,9

4624

01,3

30,

9155

610,

2801

7346

4

136

,806

2413

,601

70,

9256

630,

6672

231

40,1

4924

05,6

420,

9190

930,

2575

0321

7

236

,807

2413

,599

30,

9256

610,

6681

132

40,1

524

05,6

40,

9190

920,

2575

0462

7

336

,806

2413

,601

70,

9256

630,

6676

503

40,1

4824

05,6

450,

9190

960,

2575

0293

3

436

,806

2413

,601

70,

9256

630,

6681

134

40,1

4824

05,6

450,

9190

960,

2575

0518

5

536

,806

2413

,601

70,

9256

630,

6676

575

40,1

4824

05,6

450,

9190

960,

2575

0631

0,4

1313

1414

1010

1111

1212

0,92

2571

0,84

8298

0,78

2001

0,72

1376

0,66

7751

99

Ko

nd

isi A

wal

Ko

nd

isi A

wal

1,0

0,36

621

0,33

433

0,30

601

0,28

017

0,25

750

Mo

istu

re C

onte

nt

den

gan

Kec

epat

an 0

.9 m

/s

Page 95: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

69

JamTray

T (K)

hW

(%)

Massa ikan

(Kg)

Rata-rata (K

g)Jam

TrayT (K

)h

W (%

)M

assa ikan (kg)

Rata-rata (K

g)

11

22

33

44

55

138,502

2409,56520,922327

0,3689311

39,4572407,292

0,9204520,920452

238,501

2409,56760,922329

0,3689322

39,4572407,292

0,9204520,920452

338,500

2409,570,922331

0,3689323

39,4562407,295

0,9204540,920454

438,500

2409,570,922331

0,3689324

39,4562407,295

0,9204540,920454

538,501

2409,56760,922329

0,3689325

39,4582407,29

0,920450,920450

139,944

2406,13330,919497

0,3392311

40,9062403,826

0,9176050,844611

239,944

2406,13330,919497

0,3392312

40,9052403,828

0,9176060,844612

339,944

2406,13330,919497

0,3392323

40,9052403,828

0,9176060,844614

439,944

2406,13330,919497

0,3392324

40,9052403,828

0,9176060,844614

539,946

2406,12850,919493

0,3392305

40,9072403,823

0,9176020,844607

138,745

2408,98690,921850

0,3127201

39,7072406,697

0,9199610,777010

238,745

2408,98690,921850

0,3127212

39,7072406,697

0,9199610,777010

338,744

2408,98930,921852

0,3127223

39,7062406,7

0,9199630,777014

438,744

2408,98930,921852

0,3127224

39,7062406,7

0,9199630,777014

538,746

2408,98450,921848

0,3127195

39,7092406,693

0,9199580,777003

139,085

2408,17770,921182

0,2880721

39,9112406,212

0,9195610,714508

239,083

2408,18250,921186

0,2880742

39,9092406,217

0,9197520,714657

339,082

2408,18480,921188

0,2880763

39,9092406,217

0,9197520,714660

439,083

2408,18250,921186

0,2880754

39,912406,214

0,9195630,714513

539,085

2408,17770,921182

0,2880715

39,9112406,212

0,9195610,714501

136,804

2413,60650,925667

0,2666591

37,7672411,315

0,9237720,660042

236,806

2413,60170,925663

0,2666592

37,7662411,317

0,9237740,660181

336,815

2413,58030,925646

0,2666563

37,7682411,312

0,923770,660181

436,804

2413,60650,925667

0,2666624

37,7772411,291

0,9237520,660033

536,805

2413,60410,925665

0,2666575

37,7662411,317

0,9237740,660038

0,920452

0,844612

0,777010

0,714568

0,660095

1313

1414

1010

1111

1212

0,368932

0,339231

0,312721

0,288073

0,266659

10,4

9K

on

disi A

wal

9K

on

disi A

wal

Mo

isture C

onten

t den

gan

Kecep

atan 1

m/s

Page 96: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

70

Jam

Tray

T (K

)h

W (

%)

Mas

sa ik

an (

kg)

Rat

a-ra

ta (

Kg)

Jam

Tray

T (K

)h

W (

%)

Mas

sa ik

an (

kg)

Rat

a-ra

ta (

Kg)

11

22

33

44

55

138

,502

2409

,565

20,

9223

270,

3689

311

39,4

8224

07,2

330,

9204

030,

9204

03

238

,504

2409

,560

50,

9223

230,

3689

292

39,4

8624

07,2

230,

9203

950,

9203

95

338

,502

2409

,565

20,

9223

270,

3689

313

39,5

0624

07,1

760,

9203

560,

9203

56

438

,515

2409

,534

30,

9223

010,

3689

204

39,4

7724

07,2

450,

9204

130,

9204

13

538

,504

2409

,560

50,

9223

230,

3689

295

39,4

8724

07,2

210,

9203

930,

9203

93

139

,964

2406

,085

70,

9194

570,

3392

161

40,9

0924

03,8

180,

9175

980,

8445

5995

2

239

,968

2406

,076

20,

9194

500,

3392

122

40,9

1324

03,8

090,

9175

910,

8445

4616

8

339

,966

2406

,080

90,

9194

220,

3392

033

40,9

0924

03,8

180,

9175

980,

8445

1682

5

439

,993

2406

,016

70,

9194

000,

3391

854

40,9

2124

03,7

90,

9175

750,

8445

4795

8

539

,968

2406

,076

20,

9194

500,

3392

125

40,9

0724

03,8

230,

9176

020,

8445

5445

8

138

,757

2408

,958

30,

9248

260,

3137

161

42,1

1624

00,9

220,

9152

280,

7729

6491

6

238

,770

2408

,927

40,

9218

010,

3126

862

42,1

424

00,9

600,

9152

030,

7729

3118

7

338

,769

2408

,929

80,

9218

030,

3126

783

42,1

3424

00,8

780,

9151

920,

7728

9504

2

438

,796

2408

,865

50,

9217

490,

3126

444

42,1

5924

00,8

900,

9151

710,

7729

058

538

,767

2408

,934

50,

9217

800,

3126

795

42,1

2924

01,0

030,

9148

580,

7726

4740

2

139

,099

2408

,144

40,

9211

540,

2889

811

41,9

8524

01,2

360,

9154

850,

7076

3778

6

239

,106

2408

,127

70,

9211

410,

2880

282

41,9

8524

01,2

360,

9154

850,

7076

0690

8

339

,102

2408

,137

20,

9211

490,

2880

233

42,0

1224

01,1

710,

9154

320,

7075

3285

4

439

,129

2408

,073

0,92

1096

0,28

7975

442

,03

2401

,128

0,91

5396

0,70

7514

877

539

,106

2408

,127

70,

9211

410,

2880

215

41,9

9624

01,2

10,

9154

630,

7073

3010

9

136

,876

2413

,435

10,

9255

330,

2674

611

40,2

8824

05,3

090,

9188

20,

6501

9175

236

,903

2413

,370

90,

9254

720,

2665

622

40,4

8924

04,8

260,

9188

130,

6501

5842

6

336

,873

2413

,442

30,

9255

310,

2665

753

40,1

7924

05,5

70,

9190

340,

6502

4674

9

436

,815

2413

,580

30,

9256

460,

2665

634

40,1

7724

05,5

750,

9190

380,

6502

3305

8

536

,812

2413

,587

40,

9256

520,

2666

075

40,1

7124

05,5

90,

9190

50,

6500

7173

6

1414

1010

1111

1212

0,36

8928

0,33

9206

0,31

2881

0,28

8206

0,26

6754

9K

on

dis

i Aw

al9

Ko

nd

isi A

wal

1313

0,65

0180

0,4

1

0,92

0392

0,84

4545

0,77

2869

0,70

7525

Mo

istu

re C

onte

nt

den

gan

Kec

epat

an

1.1

m/s

Page 97: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

71

BIODATA PENULIS

Penulis Lahir di Jombang, Jawa Timur pada

tanggal 25 Mei 1996. Tamat SD Aisyiyah 1

Nganjuk (2008), SMPN 1 Nganjuk (2011),

SMAN 2 Nganjuk (2014). Setelah tamat

SMA penulis melanjutkan studinya di Teknik

Fisika ITS. Bidang minat yang diambil

penulis pada saat menempuh perkulaiahan

adalah bidang Energi dan Pengkondisian

Lingkungan khususnya pada bidang Energi

baru terbarukan dan Thermal Engineering.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai asisten

Laboratorium Energi dan Pengkondisian Lingkungan. Pada tahun

2016, karya yang dihasilkan oleh penulis mengenai penelitian

DSSC dan Pengabdian Masyarakat di Banyuwangi. Pengabdian

Masyarakat yang dilakukan adalah pemasangan panel surya untuk

penerangan ekowisata di Pantai Cemara Banyuwangi. Setelah itu,

penulis melanjutkan kegiatan yang sama di Sumenep Madura pada

tahun 2017. Pada tahun 2017, penulis melakukan internship di PT

INKA (Persero) di Madiun. Proyek yang dilakukan adalah

menghitung cooling capacity dan desain sistem refrigerasi pada

gerbong kereta. Selain aktif dalam kegiatan penelitian dan proyek,

penulis juga aktif pada bidang organisasi kemahasiswaan, yaitu

Himpunan Mahasiswa Teknik Fisika (HMTF ITS) pada bidang

Kesejahteraan Mahasiswa. Penulis dapat dihubungi melalui alamat

email [email protected].

Page 98: ANALISIS PERPINDAHAN PANAS MESIN PENGERING IKAN …

72

“Halaman ini sengaja dikosongkan”