RANCANG BANGUN SISTEM PENGERING CABAI MERAH SECARA ELEKTRIK TUGAS AKHIR Diajukan Dalam Rangka Penyelesaian Studi Program Diploma III Untuk Memperoleh Gelar A.Md
Disusun Oleh : Nama
: Rokhani
Nim
: 5351302013
Prodi
: Diploma III Teknik Elektro
Jurusan
: Teknik Elektro
Konsentrasi
: Teknik Instalasi Listrik
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006 i
ii
HALAMAN PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan dihadapan Tim penguji Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
Pada hari : Senin Tanggal
: 13 Februari 2006 Pembimbing :
Drs. Agus Murnomo, MT NIP : 131616610 Penguji II :
Penguji I :
Drs. Agus Murnomo, MT NIP : 131616610
Drs. Agus Suryanto, MT NIP : 131993878
Ketua Jurusan,
Ketua Program Studi,
Drs. Djoko Adi Widodo, MT NIP : 131570064
Drs. Agus Murnomo, MT NIP : 131616610
Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang,
Prof. Dr. Soesanto NIP : 130875753
ii
iii
ABSTRAK Rokhani, 2006 “Rancang Bangun Sistem Pengering Cabai Merah Secara Elektrik” Tugas Akhir, Semarang. D3 Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang Pengolahan hasil pertanian memerlukan penanganan yang baik agar dapat dijaga mutunya. Salah satu hasil pertanian yang rentan terhadap kerusakan fisiologi adalah cabai. Kerusakan pada cabai disebabkan oleh kandungan air yaitu sekitar 90 %, padahal untuk dapat menembus pasaran dunia internasional maka harus memenuhi beberapa persyaratan diantaranya kadar air cabai kering harus sekitar 10 %. Satu-satunya jalan untuk mendapatkan cabai kering yang berkwalitas adalah melalui proses pengeringan. Pengeringan dapat dilakukan secara alami dan secara buatan (semi mekanik). Alat pengering kali ini memiliki keunggulan diantaranya pengeringan dapat berlangsung lebih cepat, pengeringan tidak tergantung pada alam, hasil pengeringan dapat lebih merata dan masih kelihatan segar. Diharapkan dengan pembuatan alat ini dapat memberikan teknologi tepat guna bagi petani dalam melakukan pengeringan sehingga dapat menghemat biaya operasional. Pengoperasian alat pengering dengan setting termostat 100 0 C pada pemanas, memungkinkan suhu dalam ruangan nantinya dapat stabil. Termostat tersebut akan memutus arus jika panas melebihi setting. Dari pengujian alat pengering kali ini didapat data pengoperasian alat pengering pada suhu awal ruangan 27 0 C sedikit demi sedikit akan mulai naik. Dalam hal ini termostat akan bekerja memutus arus 20 menit kemudian dari sejak awal pengoperasian alat. Termostat akan menghubungkan arus setelah 30 detik kemudian dan seterusnya elemen pemanas akan hidup rata-rata 4 sampai 5 detik, kemudian selalu mati selama 30 detik. Suhu ruangan mencapai 50 0 C setelah pengeringan berjalan selama 20 menit, selanjutnya suhu dalam ruangan harus dijaga kestabilannya. selang beberapa jam waktu pengeringan berlangsung didapat hasil pengeringan cabai seperti yang diinginkan. Penggunaan alat pengering kali ini sangat efektif dalam melakukan pengeringan. Sedangkan mengenai pemakaian sumber pemanas dengan elemen pemanas membutuhkan banyak daya sehingga perlu adanya penambahan suatu rangkaian penghemat daya jika ingin mengeringkan cabai dalam jumlah besar.
iii
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto : Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan (Q.S Al Insyiroh : 5) Maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan ), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain (Q.S Al Insyiroh :7) Jika kamu ingin hidup bahagia di dunia, maka harus dengan ilmu. Jika kamu ingin hidup bahagia di akherat, maka harus dengan ilmu. Dan apabila kamu ingin hidup bahagia di dunia dan akherat, juga harus dengan ilmu. Belajarlah dipagi hari, bekerja disiang hari, makan disore hari dan tidurlah dimalam hari Niscaya hidup akan bahagia Satu-satunya musuh yang utama dalam kesuksesan adalah kemalasan, maka perangilah kemalasan dalam diri kamu
Persembahan : Karya tulis ini khusus aku persembahan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunian Nya Ayah dan Ibunda tercinta Saudara-saudaraku yang selalu mendukungku
iv
v
KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga dapat selesainya pembuatan Laporan Tugas Akhir Dalam Rangka Penyelesaian studi Program Diploma III Universitas Negeri Semarang Dengan ini tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan bimbingan dan dorongan dalam penulisan laporan hingga selesai. Ucapan terima kasih khususnya kami ucapkan kepada : 1. Bapak Drs. Djoko Adi Widodo, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Semarang. 2. Bapak Drs. Agus Murnomo, M.T selaku Dosen Pembimbing Laporan Tugas Akhir 3. Ayah dan Ibuku tercinta yang selalu dengan sabar dalam membimbingku 4. Teman-teman seperjuangan TIL angkatan 2002 Penulis berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi semua pembaca dan dapat dipergunakan sebagai bahan pembanding dalam mata kuliah yang serupa.
Semarang , Februari 2006
Penulis v
vi
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL....................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN........................................................................ ii ABSTRAK ....................................................................................................iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ iv KATA PENGANTAR ................................................................................... v DAFTAR ISI................................................................................................. vi DAFTAR GAMBAR .................................................................................... ix DAFTAR TABEL.......................................................................................... x DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. xi BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang .............................................................................. 1 B. Permasalahan................................................................................. 3 C. Pembatasan masalah...................................................................... 3 C. Tujuan dan Manfaat....................................................................... 4 BAB II ISI A. Kajian Teori ................................................................................ 5 1. Elemen Pemanas...................................................................... 5 a. Perpindahan Panas............................................................ 6 1) Konduksi...................................................................... 6 2) Radiasi ......................................................................... 7 vi
vii
3) Konveksi ...................................................................... 8 a) Perpindahan Konveksi Alamiah ............................. 9 b) Perpindahan Konveksi Paksa ................................. 9 2. Termostat................................................................................. 9 a. Termostat Dwi Logam.................................................... 11 b. Termostat Batang ........................................................... 12 c. Termostat Zat Cair.......................................................... 12 3. Motor Listrik (fan)................................................................. 13 4. Lampu Indikator .................................................................... 15 5. Resistor.................................................................................. 16 a. Tahanan Karbon ............................................................. 16 b. Tahanan Kawat............................................................... 18 6. Cabai Merah .......................................................................... 19 B. Landasan Perencanaan .............................................................. 24 1. Perancangan alat dan bahan ................................................. 24 2. Perancangana rangka............................................................ 25 3. Perancangan dinding penutup .............................................. 26 4. Perancangan pintu ............................................................... 26 5. Perancangan rak ................................................................... 27 6. Perancangan penyangga rak ................................................. 27 7. Proses Pembuatan................................................................. 27 a. Pembuatan rangka .......................................................... 27 b. Pemasangan alat ............................................................. 28
vii
viii
8. Konstruksi ............................................................................ 29 9. Gambar rangkaian ................................................................ 32 10. Cara kerja ........................................................................... 32 C. Hasil dan Pembahasan............................................................... 33 1. Hasil...................................................................................... 34 2. Pembahasan .......................................................................... 37 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan ................................................................................. 40 B. Saran ............................................................................................ 40 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 41 LAMPIRAN
viii
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Perpindahan panas secara kondusi pada solder........................... 6 Gambar 2. Perpindahan panas secara radiasi ................................................ 7 Gambar 3. Perpindahan panas secara konveksi ............................................ 8 Gambar 4. Termostat dengan saklar bimetal............................................... 11 Gambar 5. Termostat batang ....................................................................... 12 Gambar 6. Termostat zat cair ...................................................................... 13 Gambar 7. Konstruksi fan ........................................................................... 14 Gambar 8. Kumparan stator ........................................................................ 14 Gambar 9. Kumparan rotor ......................................................................... 15 Gambar 10. Lampu tanda............................................................................ 16 Gambar 11. Tahanan karbon ....................................................................... 17 Gambar 12. Kode warna tahanan karbon.................................................... 17 Gambar 13. Simbol resistor ........................................................................ 17 Gambar 14. Resistor kawat ......................................................................... 19 Gambar 15. Konstruksi alat pengering ....................................................... 29 Gambar 13. Rangkaian elektronik alat pengering....................................... 32
ix
x
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Kode warna resistor ...................................................................... 18 Tabel 2. Daftar alat dan bahan .................................................................... 24 Tabel 3. Urutan pergantian rak.................................................................... 34 Tabel 4. Data hasil percobaan ..................................................................... 35
x
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Cabai merah yang kita kenal selama ini sudah menjadi kebutuhan masyarakat, khususnya kaum ibu rumah tangga. Selain memiliki rasa yang pedas yang berfungsi sebagai perangsang nafsu makan, warna merah pada cabai seakan memberikan kesan yang menarik pada masakan. Cabai merah selain dikonsumsi kaum ibu, juga menjadi kebutuhan bagi dunia farmasi. Di dunia farmasi cabai digunakan sebagai bahan campuran dalam proses pembuatan obat. Bagian dari cabai merah yang memiliki rasa pedas digunakan sebagai campuran karena rasa pedas umumnya mengandung panas. Panas yang terkandung ini nantinya akan dimanfaatkan sebagai campuran obat, khususnya untuk obat luar yang berfungsi sebagai penghilang rasa gatal dan pegal-pegal pada badan. Cabai merah memiliki sifat mudah rusak. Sifat mudah rusak ini dipengaruhi oleh kadar air dalam cabai yang sangat tinggi sekitar 90% dari kandungan cabai merah itu sendiri. Kandungan air yang sangat tinggi ini dikhawatirkan pada saat musim panen raya banyak cabai yang tidak dapat dimanfaatkan. Hal ini dikarenakan hasil panen yang melimpah sedangkan proses pengeringan tidak dapat berlangsung secara serentak, sehingga menyebabkan kadar air dalam cabai masih dalam keadaan besar, sehingga menyebabkan pembusukan.
1
2
Upaya penyelamatan hasil pertanian adalah dengan melakukan pengeringan. Prinsip pengeringan cabai adalah upaya menguapkan air karena ada perbedaan kandungan uap air diantara udara dan bahan yang dikeringkan. Udara mempunyai kandungan uap air yang lebih kecil dari pada bahan sehingga dapat menghisap uap air dari bahan yang dikeringkan. Salah satu faktor yang dapat mempercepat proses pengeringan adalah angin atau udara yang mengalir. Dengan adanya aliran udara maka udara yang sudah jenuh dapat diganti oleh udara kering sehingga proses pengeringan dapat berjalan secara terus menerus. Proses pengeringan yang dilakukan oleh petani selama ini masih bersifat sederhana yaitu dengan metode penjemuran secara langsung dibawah sinar matahari. Metode ini kurang efektif karena akan membutuhkan area yang luas, waktu pengeringan yang relatif lama yaitu 10-12 hari, proses pengeringan tergantung pada cuaca, serta efek sinar ultraviolet matahari dapat merusak warna
dari
kulit
cabai
yang
sehingga
tidak
terlihat
cerah
lagi.
Mempertimbangkan kekurangefektifan metode tersebut maka perlu dicari suatu metode yang dapat menggantikan, namun masih memiliki fungsi yang sama yaitu sebagai pengering yang dapat menurunkan kandungan kadar air dalam cabai merah menjadi sekitar 10 %. Berkaitan dengan hal tersebut, perlu dibuat alat pengering cabai secara elektrik. Menyikapi masalah tersebut, pada kesempatan kali ini penulis mencoba mengangkat judul “Rancang Bangun Sistem Pengering Cabai Merah Secara Elektrik”. Metode pengeringan kali ini memiliki keunggulan dibanding
3
pengeringan secara tradisional. Keunggulan tersebut diantaranya proses pengeringan tidak tergantung lagi pada cuaca, kapasitas pengeringan dapat dipilih sesuai yang diinginkan, tidak membutuhkan area yang luas, kondisi pengeringan dapat lebih dikontrol, proses pengeringan dapat berlangsung lebih cepat dengan keseragaman kandungan air lebih merata, disebabkan terjadi perpindahan panas yang lebih merata di semua bagian cabai yang dikeringkan. B. Permasalahan Dalam pembuatan alat pengering cabai secara elektrik kali ini permasalahan yang muncul adalah bagaimana merencanakan alat pengering cabai secara elektrik, penentuan sumber panas dan pengendali panas agar panas dalam ruangan dapat stabil serta bagaimana cara penentuan kadar air kering cabai. C. Pembatasan Masalah Penulisan laporan tugas akhir ini, agar tidak menyimpang dari inti pokok pembahasan, maka diberikan batasan masalah. Batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut: 1. Cabai yang dikeringkan jenis cabai merah keriting 2. Cabai merah yang dikeringkan memiliki berat 4 kg dengan ketentuan telah mengalami proses penjemuran semantara 3. Elemen pemanas yang digunakan sebagai sumber panas berjumlah satu buah dengan daya 300 watt. 4. Batasan setting Termostat pada suhu maksimal adalah 100 0 C
4
D. Tujuan dan Manfaat 1. Tujuan a. Mempercepat proses pengeringan b. Pengeringan tidak lagi tergantunga pada alam c. Memperoleh hasil pengeringan yang lebih baik 2. Manfaat a. Memperkecil biaya yang dikeluarkan dalam proses pengeringan b. Resiko terjadinya pembusukan pada cabai dapat ditekan c. Meningkatkan kualitas cabai kering
BAB II ISI
A. Kajian Teori Pembahasan mengenai teori pembuatan proyek
tugas akhir Alat
Pengering Cabai Merah Secara Elektrik beserta komponen-komponen yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Elemen Pemanas Elemen pemanas merupakan alat pengubah tenaga listrik menjadi tenaga panas, atau komponen ini berfungsi sebagai penghasil panas. Pemakaian elemen pemanas sebagai sumber kalor atau panas pada alat pengering ini, prinsip kerjanya sama dengan pemanfaatan elemen pemanas untuk alat keperluan rumah tangga seperti oven, dan seterika listrik. Elemen pemanas yang dipakai dalam pembuatan alat ini memiliki daya 300 Watt / 220 volt AC. Elemen pemanas yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut: a) Tahan lama pada suhu yang dikehendaki b) Pada suhu yang dikehendaki mekanik harus kuat c) Koefisien muai kecil, pada suhu yang dikehendaki perubahan bentuk d) Mempunyai Tahanan jenis tinggi
5
tidak mengalami
6
Perpindahan panas Apabila dua logam saling berhimpitan dan suhu-suhu benda itu berbeda, maka akan terjadi proses perpindahan panas dari benda yang panas menuju benda yang lebih dingin, sehingga menyebabkan suhu keduanya menjadi sama. Secara umum, proses perpindahan panas dapat berlangsung dengan beberapa cara, diantaranya : 1) Konduksi Perpindahan panas secara konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah didalam suatu medium ( Nyoman kertiasa, 1997 : 130 ). Proses perpindahan panas secara konduksi terjadi karena molekul-molekul suatu bahan saling berbenturan atau bersinggungan, dengan demikian saling meneruskan energi panas yang mereka miliki ( Van Harten, 1983 : 95 ). Proses perpindahan panas secara konduksi tidak terjadi pada semua bahan, umumnya penghantaran panas hanya terjadi pada bahan yang memiliki daya hantar yang baik (konduktor). Contoh nyata dari perpindahan panas secara konduksi dapat dilihat pada gambar :
Gambar 1. Perpindahan panas secara konduksi pada solder ( Van Harten, 1983 : 94 )
7
2) Radiasi Perpindahan panas secara radiasi adalah proses dimana mengalirnya panas dari suatu benda bertemperatur tinggi menuju benda bertemperatur lebih rendah tanpa adanya perantara dari benda lain. Pemindahan energi panas lewat pancaran dilakukan oleh gelombanggelombang elektromagnetik. Cara pemindahan ini juga dapat berlangsung dalam ruang hampa udara, sebagai contohnya adalah perambatan panas pada oven. Perpindahan panas secara pancaran atau radiasi ini kebanyakan dimanfaatkan oleh petani dalam pembudidayaan tanaman pada ruangan kaca. Bila seberkas energi panas mengenai suatu benda maka sebagian energi tersebut akan diserap, dipantulkan, dan sebagian diteruskan melalui benda tersebut. Ciri khas pertukaran energi radiasi yang penting adalah sifatnya yang menyebar secara merata ke segala arah. Perpindahan panas secara radiasi dapat dilihat pada contoh gambar :
Gambar 2. Perpindahan panas secara radiasi ( Van Harten, 1983 : 95 )
8
3) Konveksi Zat cair dan gas tidak dapat menghantarkan panas dengan baik. Pemindahan panas lewat zat cair dan gas terutama terjadi karena konveksi, yaitu karena adanya perbedaan suhu ( Van Harten, 1983 : 97 ) Perpindahan panas secara konveksi berlangsung dalam beberapa tahap. Tahap pertama panas akan mengalir dengan cara konduksi yaitu dari sumber panas menuju permukaan benda, kemudian energinya berpindah ke benda lainnya sehingga menaikkan suhu dan energi di sekitarnya. Tahap kedua, partikel-partikel bergerak dari daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah. Udara kemudian akan bercampur dan memindahkan sebagian energinya kepada partikel fluida yang lain. Proses perpindahan panas secara konveksi dalam ruangan dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3. Perpindahan panas secara konveksi ( Van Harten, 1983 : 94 ) Perpindahan panas yang terjadi dalam ruangan pengering adalah secara konveksi. Perpindahan panas secara konveksi dapat terjadi jika adanya perbedan suhu antara kedua ruangan. Dalam hal ini udara akan bergerak dari
9
daerah yang bersuhu lebih tinggi menuju ke daerah yang bersuhu yang lebih rendah, kemudian akan bercampur dan memindahkan sebagian energinya ke partikel fluida yang lainnya. Perpindahan panas secara konveksi dikenal dua macam ( Nyoman Kertiasa, 1997 : 136 ) yaitu : a) Perpindahan konveksi alamiah Perpindahan konveksi secara alamiah terjadi dengan sendirinya tanpa adanya bantuan dari peralatan lain. b) Perpindahan konveksi paksa Perpindahan konveksi paksa terjadi apabila kalor yang dihasilkan oleh sumber panas disalurkan menuju ke tempat lain (objek) dengan bantuan peralatan lain seperti kipas (fan). 2. Termostat Alat pengatur panas khusus atau termostat adalah suatu alat yang dapat menghubungkan dan memutuskan lingkaran arus secara otomatis berdasarkan perubahan suhu. Alat ini memiliki suatu alat perasa yang peka terhadap perubahan suhu ( Van Harten, 1983 : 107 ). Pemanfaatan termostat umumnya digunakan untuk peralatan yang pemanasannya bersumber pada energi listrik untuk menghidupkan sumber panas. Tujuan pemakaiannya adalah sebagai peralatan pengaman untuk mempertahankan panas sesuai setting yang telah ditentukan sebelumnya, sehingga sumber panas tidak akan cepat mudah rusak.
10
Inti susunan termostat terdiri atas saklar otomatis yang bekerja berdasarkan prinsip beda koefisien muai panjang yaitu bimetal. Bimetal adalah dua buah logam atau paduan logam yang memiliki beda koefisien muai panjang dan direkatkan satu sama lain dengan jalan mengeling atau mengelas ( Nyoman kertiasa, 1997 : 121 ). Prinsip kerja dari bimetal adalah apabila dipanaskan akan melengkung. Melengkungnya logam ini disebabkan oleh perbedaan koefisien muai kedua plat logam. Azas kerja dari termostat sendiri adalah sekrup (tombol) pengatur berfungsi mengatur jarak antara cakram kontak. Apabila suhu sudah mencapai nilai tertentu sesuai setting yang telah ditentukan sebelumnya, kontak akan terputus karena logam yang ada pada bimetal membengkok. Beberapa saat kemudian apabila suhu turun maka arus akan mengalir kembali karena logam pada bimetal kembali keposisi semula yang mengakibatkan arus terhubung. Beberapa istilah yang harus diketahui mengenai termostat adalah ( Van Harten, 1983 : 107 ) : a. Suhu hubung yaitu pada suhu ini mekaniknya menghubungkan atau memutuskan arus b. Diferensi yaitu beda antara suhu penghubung dan suhu pemutus c. Batas-batas pengaturan dari termostat yang dapat di atur. termostatnya dapat diatur antara batas-batas suhu tertentu d. Toleransi yaitu ketepatan penyetelan.
11
Berdasarkan kontruksinya, termostat dapat dibedakan atas beberapa jenis, diantaranya ( Van Harten, 1983 : 107 ) : a) Termostat dwi logam Jenis termostat dwi logam arusnya dihubungkan dan diputuskan oleh suatu saklar yang bekerja berdasar prinsip beda muai panjang. Saklar ini sering disebut dengan nama bimetal. Termostat dwi logam (bimetal) bekerja berdasar prinsip pemuaian yaitu penggabungan dua buah logam yang mempunyai dua koefisien muai panjang yang berbeda dilas menjadi satu. Menurut ketentuan dalam ilmu alam (fisika) jika bahan logam atau paduan logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Sedangkan pemuaian atau penyusutan bagi tiap-tiap logam atau paduan adalah berbeda, tergantung dari koefisien muai panjang masing-masing. Termostat ini dilengkapi dengan baut penyetel yang berfungsi sebagai pengatur batas setting suhu yang akan dikehendaki.
Gambar 4. Termostat dengan saklar bimetal ( Suparno, 1982 : 23 )
12
b) Termostat batang Termostat jenis ini memiliki sepotong pipa dan sepotong kawat besar atau batang, yang salah satu ujungnya dihubungkan pada pipa. Pipa dan batang ini dibuat dari dua jenis logam yang berlainan. Beda koefisien muainya dipilih sebesar mungkin, jadi suatu perubahan suhu akan menyebabkan perubahan panjang yang berbeda dari pipa dan batang itu. Beda panjang ini digunakan untuk membuka atau menutup dua kontak.
Gambar 5. Termostat batang ( Van Harten, 1983 : 108 ) c) Termostat zat cair Termostat jenis ini memiliki alat perasa, pipa kapiler dan ruang tekan. Ketiga bagian ini merupakan suatu keseluruhan dan diisi dengan zat cair. Zat cair yang digunakan memiliki koefisien muai yang besar, yaitu kalau suhunya berubah maka zat cairnya akan memuai atau mengerut dan mengakibatkan kontak akan membuka atau menutup.
13
Gambar 6. Termostat zat cair (Van Harten, 1983 : 108 ) Dari sekian macam jenis termostat, yang dipakai dalam pembuatan alat adalah termostat dwi logam, karena sesuai dengan media pemanas yaitu udara dan pada ruangan tertutup. 3. Motor listrik (fan) Motor listrik adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi gerak atau mekanik. Motor yang dipakai dalam pembuatan alat ini adalah jenis Motor Induksi Fasa Tunggal. Motor induksi fasa tunggal adalah motor yang dapat menghasilkan suatu medan magnet apabila dihubungkan dengan sumber tegangan arus bolak-balik ( Zuhal, 1991 : 129 ). Medan magnet ini berasal dari belitan ( stator ) setelah dialiri oleh arus bolak-balik , maka akan menggerakkan rotor. Dari peristiwa ini akan menghasilkan suatu medan putar. Medan putar inilah yang pada dasarnya menjadi prinsip dari motor induksi. Karena bentuknya yang sederhana dan harga yang relatif murah, motor induksi fasa tunggal banyak dipakai untuk keperluan motor kecil didalam rumah tangga seperti kipas
14
angin, peniup, pompa, mesin pendingin (AC). Jenis motor motor induksi satu fasa dalam hal ini digunakan untuk menggerakkan baling-baling (kipas). Jenis kipas yang dipakai memiliki daya 40 Watt / 220 Volt dengan frekuensi 50 Hz. Pemanfaatan kipas dalam pembuatan alat ini adalah untuk menghembuskan udara disekitar elemen pemanas menuju ruang pengering.
Gambar 7. Kostruksi Fan ( Van Harten, 1983 : 144 )
Gambar 8. Kumparan Stator ( Zuhal, 1991 : 64 )
15
Gambar 9. Kumparan Rotor ( Zuhal, 1991 : 64 ) 4. Lampu Indikator Cahaya lampu dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik dalam suatu kawat penghantar. Dalam kawat ini energi listrik diubah menjadi panas dan cahaya. Bentuk umum dari lampu indikator dapat berbeda-beda tergantung dari kebutuhan. Sesuai fungsinya yaitu sebagai indikator maka kerja dari lampu tergantung dari sumber yang terhubung, dalam hal ini lampu dihubungkan secara seri dengan elemen pemanas. Apabila elemen pemanas terhubung dengan arus maka lampu indikator secara otomatis akan menyala, namun setelah selang beberapa waktu apabila panas telah melebihi setting pada termostat, maka arus akan terputus dan mengakibatkan lampu indikator mati beberapa saat seiring matinya elemen pemanas. Apabila panas pada elemen pemanas telah turun maka arus akan terhubung kembali dan lampu indikator akan menyala kembali. Mengingat konstruksi lampu yang relatif kecil dan arus yang mengalir adalah tegangan AC maka kemungkinan lampu mudah putus sangat besar. Maka untuk mengatasinya pada salah satu bagian kutub lampu dipasang resistor.
16
Gambar 10. Lampu tanda ( www. Geogle. Com ) 5. Resistor Resistor atau tahanan juga disebut ‘Weerstand’ (bahasa belanda) adalah komponen dasar elektronika yang dipergunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Tahanan dapat dibagi dalam dua golongan utama yaitu tahanan karbon (carbon resistors) dan tahanan kawat (wire wound resistors) a. Tahanan karbon Tahanan karbon terdiri atas sebuah batang keramik yang diberi lapisan karbon tipis. Lapisan karbon inilah yang merupakan tahanan yang sebenarnya. Kedua ujung batang keramik yang berlapis karbon itu dipres dengan tutup logam yang dipasang kawat-kawat penghubung. Tahanan tersebut harus dibubuhi dengan satu atau lebih lapisan khusus untuk mencegah penyerapan lembab. Tahanan inilah yang mempunyai keandalan yang sangat baik dan nilai yang tetap atau konstan.
17
Gambar 11. Tahanan karbon ( Daryanto, 2004 : 6 ) Nilai ini biasanya berupa kode warna yang ada pada setiap badan resistor. Hal ini dilukiskan dalam tiga lingkaran warna, sedangkan lingkaran keempat memiliki arti toleransi.
Gambar 12. Kode warna tahanan karbon ( Daryanto, 2004 : 7 )
Simbol umum dari tahanan atau resisror adalah sebagai berikut:
Gambar 13. Simbol Resistor ( Daryanto, 2004 : 19 )
18
Nilai resistansi yang ada pada badan resistor adalah sesuai dengan standart manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan dalam tabel berikut: Warna
Nilai puluhan
Nilai satuan
Faktor kali
Toleransi
gelang 1
gelang 2
gelang 3
gelang 4
Hitam
0
0
1
Coklat
1
1
10
Merah
2
2
102
Orange
3
3
103
Kuning
4
4
104
Hijau
5
5
105
Biru
6
6
106
Ungu
7
7
107
Abu-abu
8
8
108
Putih
9
9
109
Emas
-
-
10-1
5%
Perak
-
-
10-2
10 %
Tanpa warna
-
-
-
20 %
2%
Tabel 1. Kode warna resistor b. Tahanan kawat Tahanan ini terdiri atas sebuah batang atau pipa keramik yang digulung dengan kawat logam. Ujung kawat di tambatkan pada dua apitan penghubung yang juga merupakan hubungannya.
19
Kawat dan batang dilapisi dengan lapisan tahan panas. Nilai tahanan kawat ditentukan oleh tahanan dari kawat yang digulung pada batang.
Gambar 14. Resistor kawat ( Daryanto, 2004 : 6 ) 6. Cabai Merah Tanaman cabai merah merupakan jenis palawija yang dapat tumbuh dengan baik di daerah tropik dan subtropik. Umumnya tanaman cabai tumbuh didataran rendah seperti persawahan dan ladang. Jenis dari cabai merah sangat bervariasi, namun yang umum dikonsumsi adalah cabai jenis keriting. Cabai merah keriting ini memiliki banyak keunggulan diantaranya memiliki tekstur kulit yang tipis dan memiliki banyak isi. Buah cabai banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, baik keperluannya untuk memasak maupun untuk keperluan lainnya. Cabai merah memiliki dua komponen kimia yang penting yaitu capsaicin yang memberikan rasa pedas, dan capsantin yang memberikan warna merah pada cabai. Pemanfaatan cabai dalam dunia farmasi yaitu sebagai campuran dalam pembuatan obat luar (obat gosok, penghilang rasa gatal dan pegal-pegal), caranya dengan mencampur bagian dari cabai yang memiliki rasa pedas dengan bahan utama pembuatan obat-obatan.
20
Upaya untuk mendapatkan hasil cabai kering yang berkualitas dan tahan lama yaitu dengan pengeringan. Pengeringan adalah proses pemindahan kandungan air bahan dengan bantuan energi panas dari sumber panas dan dipindahkan dari permukaan bahan. Dasar proses pengeringan adalah terjadinya penguapan air ke udara dari bahan yang dikeringkan. Penguapan ini dilakukan dengan menurunkan kelembapan udara dalam ruangan dan mengalirkan udara panas ke sekeliling bahan sehingga kandungan uap air bahan lebih besar dari pada tekanan uap air udara. Perbedaan tekanan ini menyebabkan terjadinya uap air dari bahan ke udara (terjadi proses penguapan yaitu dari air menjadi gas atau uap air ). Faktor-faktor yang mempengaruhi penguapan antara lain : a) Kadar air bahan Dalam hal ini mencakup banyak sedikitnya bahan yang dikeringkan b) Suhu maksimum dalam proses penguapan c) Waktu pengeringan d) Sumber pemanas Peristiwa yang terjadi selama pengeringan meliputi dua proses diantaranya : a) Proses perpindahan panas Terjadinya proses penguapan air dari bahan atau proses perubahan dari bentuk cair ke bentuk gas b) Proses perpindahan massa Terjadi proses perpindahan massa uap air dari permukaan bahan ke udara.
21
Berdasarkan cara penguapan udara dan panas, maka proses pengeringan dibagi 3 kategori : a) Pengeringan udara Panas dipindahkan menembus bahan, baik dari udara maupun dari permukaan bahan yang dikeringkan / dipanaskan. Uap air dipindahkan dengan penghembusan panas kedalam bahan yang dikeringkan, kemudian dalam ruangan pengering tersebut kandungan air diuapkan dan membuang uap air ke udara bebas. b) Pengeringan udara hampa Proses pengeringan ini didasarkan pada kenyataan bahwa penguapan air dapat terjadi lebih cepat pada tekanan rendah dari pada tekanan tinggi. Panas yang dipindahkan dalam pengeringan hampa udara umumnya secara konduksi atau radiasi (adanya gelombang elektromagnetik) c) Pengeringan beku Proses pengeringan ini terjadi karena uap air disublimasikan. Struktur bahan tetap dipertahankan dengan baik, yaitu menjaga kondisi suhu dan tekanan tetap stabil dalam ruangan. Secara garis besar proses pengeringan dapat dilakukan dengan dua cara: a) Pengeringan secara alami (natural drying) Pengeringan seperti ini umumnya dilakukan oleh petani tradisional. Secara umum yaitu dengan melakukan proses penjemuran dibawah sinar matahari. b) Pengeringan secara buatan (artificial drying)
22
Pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengering buatan atau semi mekanik dengan sumber panas sesuai keinginan diharapkan memperoleh hasil yang lebih baik dari pengeringan secara alami. Macam dari alat pengering buatan dapat bermacam-macam diantaranya : 1) Alat pengering tipe sel 2) Alat pengering tipe rak 3) Alat pengering tipe bak 4) Alat pengering hampa udara Dari keempat alat pengering, yang mempunyai nilai lebih dalam proses pengeringan adalah tipe rak. Keistimewaannya adalah dapat mengeringkan bahan secara merata karena tersusun rata pada rak, penggunaan rak sebagai tempat untuk mengeringkan dapat dipasang alat pengontrol. Alat pengontrol ini yang memungkinkan suhu dalam ruangan dapat terjaga kestabilannya. Posisi rak tersebut dapat dipindah secara berurutan setiap selang beberapa waktu secara teratur sampai didapat kadar air yang diinginkan. Proses pengeringan dipengaruhi beberapa faktor diantaranya: a. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering Meliputi suhu, kecepatan volume, aliran udara pengering dan kelembapan udara b. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan Meliputi ukuran bahan, kadar air awal dan tekanan parsial dalam bahan
23
Waktu proses pengeringan perlu diperhatikan satu hal yaitu mekenisme pengeringan. Mekanisme pengeringan merupakan bagian penting dalam pengeringan bahan pangan sebab dengan mengetahui mekenisme pengeringan dapat diperkirakan jumlah energi dan waktu proses yang optimum untuk tujuan pengawetan yang ekonomis. Energi yang dipergunakan dalam pengeringan yang utama adalah berupa energi panas untuk meningkatkan suhu dan menambah tenaga dalam pemindahan air. Waktu proses erat kaitannya dengan laju pengeringan dan tingkat kesukaran yang dapat dikendalikan akibat pengeringan Ada dua metode untuk menentukan kadar air bahan yaitu bobot basah (wet basis) dan bobot kering (dry basis) ( Suharto, 1991 : 21 ) penentuan kadar air berdasar bobot basah adalah : K air =
Wa x 100 % Wb
dimana K air = kadar air Wa
= bobot air basah
Wb
= bobot basah basah
Sedangkan penentuan kadar air berdasar bobot kering adalah : K air =
Wa x 100 % Wk
dimana K air = kadar air Wa
= bobot air kering
Wk
= bobot kering bahan
24
B. Landasan Perencanaan Landasan perencanaan dibuat guna mencapai tujuan yang akan dicapai yakni dapat menghasilkan suatu bentuk karya (alat) yang dapat dipertanggung jawabkan secara ilmiah. Pembuatan alat ini berpacu pada landasan perencanaan yaitu berupa studi kepustakaan
dan
metode
eksperimen.
Studi
kepustakaan
mengenai
pengumpulan materi yang mendukung dan sesuai, serta sebagai literatur pegangan dalam menyelesaikan permasalahan-permasalahan. Dengan adanya literatur ini, permasalahan yang timbul nantinya dapat diatasi dengan pendekatan konsep yang telah ada pada literatur. Dalam metode eksperimen ini, konstruksi alat yang telah direncanakan sebelumnya direalisasikan dalam sebuah alat yang nantinya akan digunakan dalam percobaan (eksperimen). Tujuan ekperimen ini adalah untuk mendapatkan data yang tepat dan akurat dalam melakukan pengukuran. Hasil pengukuran ini nantinya akan digunakan sebagai data untuk dilakukan analisis dan pembahasan. 1. Rancangan alat dan bahan Langkah pertama sebelum membuat alat percobaan, terlebih dahulu dipersiapkan peralatan-peralatan dan bahan yang akan dipergunakan dalam proses perakitan dan pembuatan. Berikut ini beberapa kebutuhan alan dan bahan yang akan dipergunakan dalam pembuatan alat diantaranya:
25
No
Alat dan Bahan
Ukuran
jumlah
2m
6 bh
1
Kayu reng
2
Triplek
1x1m
1 bh
3
Gabus
1 x 0,5 m
1 bh
4
Kawat kasa
1x2m
1 bh
5
Kayu list tipis
0,5 x 5 m
5 bh
6
Kaca bening
0,5 x 0,5 m
1 bh
7
Sekrup
Standart
1 pack
8
Engsel
Standart
4 bh
9
Amplas
Standart
5 bh
10
Cat
0,5 kg
Secukupnya
11
Kunci
Standart
2 bh
12
Gergaji
Standart
1 bh
13
Palu
Standart
1 bh
14
Paku
Paku reng, kecil
1 kg
15
Termostat
standart
1 bh
16
Kipas sirkulasi
AC 40 W / 220 Volt 50 Hz
1 bh
17
Elemen pemanas
300 W / 220 Volt
1 bh
18
Termometer
110 dan 50 0 C
2 bh
19
Lem kayu
0,5 kg
1 bh
20
Lampu + resistor
standart
1 bh
Tabel 2. Daftar alat dan bahan
26
2. Perancangan rangka Proses perakitan atau pembuatan alat pengering setelah mempersiapkan alat adalah pembuatan rangka. Berikut adalah proses pembuatan rangka : Pemotongan kayu ukuran 3 x 4 cm dengan ketentuan a. ukuran 70 cm sebanyak 4 buah b. ukuran 35 cm sebanyak 2 buah c. ukuran 3 cm sebanyak 2 buah d. ukuran 28,5 cm sebanyak 4 buah 3. Perancangan dinding penutup a. Pemotongan gabus dan karpet 1) ukuran 3,5 x 4,7 cm sebanyak 1 buah 2) ukuran 3,5 x 2 cm sebanyak 1 buah 3) ukuran 3 x 4,7 cm sebanyak 2 buah 4) ukuran 3 x 2 cm sebanyak 2 buah b. Pemotongan kawat kasa 1) ukuran 30 x 35 cm sebanyak 3 buah 4. Perancangan pintu Pintu terbuat dari kayu list tipis dengan ketentuan 1) ukuran 47 cm sebanyak 2 buah 2) ukuran 35 cm sebanyak 2 buah 3) ukuran 20 cm sebanyak 2 buah 4) ukuran 35 cm sebanyak 2 buah
27
Pembentukan rangka pintu dengan ketentuan 1) ukuran 47 x 35 cm sebanyak 1 buah 2) ukuran 20 x 35 cm sebanyak 1 buah Pomotongan kaca pintu dengan ketentuan 1) ukuran 45 x 23 cm sebanyak 1 buah 2) ukuran 18 x 23 cm sebanyak 1 buah 5. Perancangan rak Pemotongan kayu untuk rak dengan ketentuan 1) ukuran 43 cm sebanyak 8 buah 2) ukuran 30 cm sebanyak 8 buah Pembentukan rangka dengan ketentuan 1) ukuran 43 x 30 cm sebanyak 4 buah Pemasangan kawat kasa pada rangka rak dijepit dipaku 6. Perancangan penyangga rak Pemotongan kayu 4 x 3 cm ukuran 33 cm sebanyak 4 buah Pembuatan tekak-tekik dengan lebar 1 cm sebanyak 4 buah 7. Proses pembuatan Hasil rancangan yang telah dibuat direalisasikan dalam bentuk benda kerja yang siap untuk dioperasikan. Dalam proses pembuatan alat kali ini meliputi beberapa tahap diantaranya: a. Pembuatan Rangka Bahan-bahan yamg telah dipersiapkan sebelumnya (kayu) dipotong sesuai ukuran menurut perencanaan, kemudian bahan-bahan
28
tersebut dihaluskan dengan menggunakan amplas. Bahan-bahan tersebut dirangkai membentuk suatu bangunan persegi panjang. Karena bagian-bagian rangka akan ditutup dengan sejenisnya (gabus,triplek), maka pada batang rangka dipersiapkan lubang atau bagian longgar untuk meletakkan penutup yang nantinya akan dilem ataupun disekrup. b. Pemasangan alat Rangka yang telah dibuat selanjutnya diberi dinding penutup. Dinding penutup yang dipergunakan terdiri atas dua jenis yaitu dinding penutup untuk ruang pengering yang terbuat dari gabus pada bagian dalam dan dilapisi dengan perlak. Dinding penutup ruang alat pemanas dan kipas penghembus terbuat dari partikel board (triplek) dan dilapisi dengan perlak pada bagian luarnya. Peletakan peralatan dilakukan dengan meletakkan elemen pemanas pada tempatnya yaitu pada bagian dinding pemisah antara ruang pengering dengan ruang pemanas. Kipas penghembus diletakkan dengan arah hembusan udara kesumber elemen pemanas dan ruang pengering, tujuannya adalah panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas dan menyebabkan udara disekitar manjadi panas nantinya akan dialirkan ke ruang pengering untuk menguapkan kadar air yang terkandung dalam cabai. Pemasangan pintu dengan kaca bening dan diberi engsel bertujuan untuk melihat kondisi cabai selama proses pengeringan
29
dan
melihat
suhu
sehingga
nantinya
suhu
dapat
dijaga
kestabilannya. 8. Kostruksi Alat pengering yang telah direncanakan sebelumnya direalisasikan dalam bentuk alat yang sesungguhnya. Alat pengering yang telah dirakit menjadi satu bagian yang sempurna seperti yang ditunjukkan gambar berikut:
Gambar 15. Konstruksi alat pengering Keterangan gambar alat pengering cabai: a) Rangka alat pengering Bahan utama dari pembuatan alat pengering dapat bermacam-macam, namun pada pembuatan alat ini mempergunakan kayu reng dengan ukuran 3x2 cm.
30
Kayu reng tersebut dipotong dengan perincian: 1) Ukuran 0,7 m sebanyak 4 buah (panjang) 2) Ukuran 0,4 m sebanyak 4 buah (tinggi) 3) Ukuran 0,3 m sebanyak 8 buah (lebar) b) Dinding penutup Dinding penutup ini digunakan untuk menutup bagian dari rangka yang telah dibuat. Dinding penutup terdiri atas dua bagian utama yaitu: 1) Dinding ruang pengering Terbuat dari gabus dengan tujuan apabila terjadi penurunan panas akibat elemen pemanas mati karena melebihi setting sebelumnya, maka udara disekitar ruang pengering tidak akan cepat turun. Hal ini dapat menyebabkan udara dalam ruang pengering akan tetap terasa hangat menunggu elemen pemanas hidup kembali. 2) Dinding ruang pemanas dan kipas penghembus Dinding ini terbuat dari partikel board (triplek) atas dasar pertimbangan letaknya yang dekat dengan elemen pemanas diharapkan dapat memancarkan panas didaerah sekitarnya sebelum dihembuskan oleh kipas menuju ruang pengering. c) Tempat elemen pemanas Penempatan elemen pemanas yaitu disamping ruang pengering yang terbuat dari kawat kasa.
31
d) Tempat kipas penghembus Kipas penghembus diletakkan menyatu dengan ruang pemanas, tetapi diletakkan didepan elemen pemanas tepatnya menempel pada dinding tepi (pada gambar). Dinding ini terbuat dari kawat kasa dengan tujuan untuk menyerap udara dari luar dan menghembuskannya menuju sumber pemanas. e) Penyangga rak Penyangga rak pengering ini terbuat dari kayu reng 3x2 cm. Penyangga rak pengering ini diberi lekukan berjumlah empat tingkat. Tekak-tekik ini nantinya akan digunakan untuk meletakkan rak pengering yang berisi cabai diatasnya. f) Rak pengering Pembuatan rak pengering disesuaikan dengan jumlah lekukan pada penyangga rak. Rak penyangga terbuat dari kawat kasa yang dipaku dengan kayu. g) Fentilasi udara Fentilasi udara pada alat pengering berfungsi untuk sirkulasi udara, dalam arti untuk menguapkan uap air pada cabai yang dikeringkan. h) Pintu ruang pengering dan ruang pemanas Bagian pintu dipasang pada sisi depan ruang pengering dan ruang pemanas dengan diberi dua engsel pada bagian samping. Pembuatan pintu ini terbuat dari kaca bening agar dapat melihat kondisi cabai dan suhu yang ada dalam ruang pengering.
32
9. Gambar Rangkaian
Gambar 16. Rangkaian elektrik alat pengering 10. Cara Kerja Prinsip kerja dari alat ini sederhana dan tidak begitu rumit. Tegangan yang dipakai adalah sumber AC (220 V), dimana arus mengalir melewati fan (kipas angin) yang menyebabkan kipas berputar. Kemudian arus mengalir ke elemen pemanas dan termostat. Termostat disini akan mengatur panas, dalam arti sebagai saklar otomatis bila panas melebihi batas setting. Arus AC kemudian akan terhubung dengan lampu (berfungsi sebagai indikator). Lampu berfungsi untuk mengetahui terputus atau menyambungnya termostat. Apabila arus sudah terhubung maka rangkaian akan bekerja. Arus pada elemen pemanas akan mengubah energi listrik menjadi panas atau kalor. Panas ini akan dihembuskan oleh kipas menuju
33
ruang pengering yang akan digunakan untuk menguapkan kandungan air yang ada pada cabai. Apabila suhu dalam ruangan pengering sudah sesuai dengan yang diinginkan, maka ventilasi dapat dibuka dengan tujuan uap air dapat keluar dan digantikan dengan udara dari ruang pemanas. Cara ini dilakukan secara terus menerus hingga cabai benar-benar menjadi kering dengan ciri-ciri merah mengkilap, mulus dan seperti berminyak. Ciri fisik inilah yang membedakan antara pengeringan memakai alat pengering semi mekanik dengan pengeringan secara sederhana (dibawah sinar matahari). C. Hasil dan Pembahasan Alat yang terdiri atas 4 rak diisi cabai merah masing-masing 1 kg / rak, dan ditempatkan pada penyangga. Suhu didalam ruang sumber kalor lebih besar dari udara luar, maka terjadilah perpindahan panas karena adanya perbedaan suhu antara kedua ruangan. Suhu udara didalam ruang pengering diasumsikan 50 ruang pengering diasumsikan 50
0
0
C. Suhu pada
C berdasarkan pertimbangan bahwa
pengeringan yang terlampau panas dapat merusak bahan, oleh karena permukaan bahan terlalu cepat kering sehingga kurang bisa diimbangi dengan kecepatan gerakan air bahan menuju permukaan. Disamping dari pada itu operasi pengeringan dengan suhu yang terlalu tinggi dapat merusak kemampuan fisiologi pada biji sehingga tidak layak sebagai bibit tanaman.
34
1. Hasil Rak pengering yang sudah terisi sesuai dengan kapasitas kemudian ditaruh pada rak penyangga dan ditutup. Alat pengering kemudian ditutup dengan rapat agar suhu dalam ruangan nantinya tidak keluar. Dalam pengoperasian alat ini perlu diperhatikan kestabilan suhu dalam ruangan, caranya dengan membuka ventilasi jika dirasa suhu sudah melebihi 50 0 C. Ketika awal pengeringan, tentu kadar air masih cukup tinggi, maka untuk mengurangi kadar air ini lebih cepat maka suhu pada termometer diperbolehkan melebihi 50 0 C. Upaya mendapatkan hasil pengeringan yang seragam maka dapat dilakukan pergantian posisi rak. Pergantian posisi rak dapat dilakukan setiap 30 menit atau 1 jam semenjak suhu udara sudah mencapai 50
0
C. Untuk
memudahkannya setiap rak diberi nomor (rak terbawah no.1 dan rak teratas no.4). Berikut tabel urutan cara pergantian rak : Pergantian
Susunan rak dari bawah ke atas
1
1-2-3-4
2
4-1-2-3
3
3–4–1-2
4
2–3–4-1 Tabel 3. Urutan pergantian rak
35
Data hasil percobaan alat pengering adalah sebagai berikut: Kondisi termostat
Suhu ruang pengering ( 0 C)
Hidup (menit)
Mati (detik)
20
30
50
4.30
30
50
4.15
30
51
4.20
30
50
4.25
30
51
4.30
30
50
4.15
30
50
4
30
51
4.20
30
50
4
30
50
4.15
30
51
4
30
50
4.20
30
50
4
30
50
4.15
30
50
4.10
30
51
4.15
30
50
4
30
50
4.20
30
50
36
4.15
30
50
4.10
30
51
4.10
30
50
4
30
51
4.20
30
51
4.10
30
50
4.15
30
50
4.20
30
50
4
30
50
4.15
30
51
4.10
30
50
4.05
30
50
4.10
30
51
4.20
30
50
4.10
30
50
4.15
30
50
4
30
51
4.15
30
50
4.20
30
50
4
30
50
4.10
30
50
4
30
51
37
4.15
30
50
4.10
30
50
4
30
51
4.10
30
50
4.10
30
50
Tabel 4. Data hasil percobaan 2. Pembahasan Percobaan dimulai pada suhu ruangan 27 0 C dengan tekanan 1 Atm. Dari data hasil percobaan diketahui bahwa pada saat alat di beri catu daya atau arus dan rangkaian mulai bekerja terjadi perubahan suhu, dalam arti suhu dalam ruangan pengering sama dengan suhu ruangan sekitar yaitu 27 0 C kemudian sedikit demi sedikit mulai naik. Suhu yang dikehendaki dalam ruang pengering adalah 50
0
C. Suhu sekian ini diperoleh setelah pengeringan
berlangsung selama 20 menit semenjak alat pengering dihubungkan dengan sumber energi / listrik. Suhu 50
0
C ini harus dijaga kestabilannya yaitu
dengan membuka ventilasi udara setiap kali udara dalam ruang pengering telah mencapai 50 0 C. Pembukaan ventilasi udara selain untuk menurunkan udara dalam ruangan juga untuk menghembuskan uap air yang ada dalam ruangan. Cara seperti ini dilakukan secara terus menerus selama proses pengeringan berlanjut, sehingga diharapkan proses pengeringan dapat berlangsung sesuai yang dikehendaki yaitu selama 4 jam. Pengeringan selama 4 jam ini nantinya untuk mencari hasil kandungan air bahan pangan yang dikehendaki yaitu dengan mencari ratio antara bobot atau kadar air bahan.
38
Spesifikasi data yang digunakan dalam pengujian alat pengering cabai adalah sebagai berikut: a. suhu lingkungan
: 27 0 C
b. kapasitas pengeringan
: 4 kg
c. lama pengeringan
: 4 jam
d. tekanan udara sekitar
: 1 Atm
e. suhu awal bahan
: 27 0 C
f. suhu ruang pengering
: 50 0 C
g. suhu maksimum elemen pemanas : 100 0 C h. setting termostat
: 100 0 C
i. kadar air awal bahan
: 90 %
j. kadar air akhir bahan
: 10 %
k. konsumsi daya
: 340 watt
l. daya input dan output
: 340 watt
m. Besarnya arus yang mengalir
:
P=VI I=
P 340 = 1,5 Ampere = V 220
n. konsumsi energi
:
Q = m c ∆t Q = 4 x 2,24 x (100 – 50 = 4 x 2,24 x 50 = 448 Kj
0
C)
39
*konsumsi energi panas selama 4 jam adalah Q=
448 4 x 3600
= 0,03 Kj / det = 0,03 x 3600 x 0,24 = 25,92 K kal / jam Proses pengeringan yang berlangsung selama 4 jam bertujuan untuk menguapkan kandungan air pada cabai merah yang tadinya sekitar 90% menjadi 10 % (standart kering). Dari data hasil percobaan dapat diketahui : • Untuk 1 kg cabai basah mempunyai :
jumlah air
:
90 x 1 kg 100
: 0,9 kg
jumlah zat padat
: 1 kg – 0,9 kg
: 0,1 kg
berat cabai kering
:
0,1 0,1 = x 100 : 0,111 kg 90 90 100
jumlah air pada cabai kering
:
10 x 0,111 100
Prosentase bobot kering yang diinginkan: Kair =
=
Wa x 100 % Wk
0,0111 x 100 % 0,111
= 10 %
: 0,0111 kg
BAB III PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari data hasil pengukuran dan pengujian maka dapat ditarik kesimpulan: a. Alat pengering bekerja selama 4 jam dalam melakukan proses pengeringan. b. Hasil pengeringan lebih baik dibanding secara tradisional. c. Konsumsi daya yang terpakai 340 Watt. d. Termostat sebagai saklar otomatis berfungsi mengendalikan panas elemen pemanas. B.
Saran
Dari data hasil pengukuran dan pengujian perlu diperhatikan hal-hal yang dapat mengoptimalkan kerja alat: a. Karena membutuhkan daya yang relatif besar, maka perlu adanya penambahan rangkaian penghemat daya. b. Perlu adanya penambahan sensor kelembapan dalam menentukan kadar air kering.
40
DAFTAR PUSTAKA
Darsono, Suhadi. 1977. Ilmu Bahan Listrik I. Jakarta : Rora Karya Daryanto. 2004. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta : Bumi Aksara Harten, Van. 1983. Instilasi Listrik Arus Kuat 2. Jakarta : Bina Cipta Kertiase, Nyoman. 1997. Fisika I. Jakarta : Balai Pustaka Setiadi. 1982. Bertanam Cabai. Jakarta : Penebar Swadaya Sudaro, Yani. 1997. Pengeringan Cabai. Jakarta : Penebar Swadaya Suharto. 1991. Teknologi Pengawetan Pangan. Jakarta : Rineka Cipta Suparno. 1982. Reparasi Listrik 2. Jakarta : Petra Jaya Zuhal, 1991. Dasar Tenaga Listrik. Bandung : Penerbit ITB
41
42
1. Pandangan depan alat pengering
2. Pandangan belakang alat pengering
3. Pandangan belakang alat pengering
43
4. Pandangan samping kanan alat
5. Pandangan atas alat pengering
6. Pandangan bawah alat pengering
44
Perbedaan kimia cabai merah segar dan cabai merah kering. Komponen
Keadaan bahan Segar
Kering
Kalori (gr)
45
249
Protein (gr)
4
13
Lemak (gr)
1,4
5
4
38
900
400
70,25
60,00
Pati (gr) Vitamin (IU) Asam Askorbat (CU)
Syarat mutu cabai kering menurut Standart Perdagangan Indonesia (SP-56-1977) Karakteristik
Metode Pengujian
Syarat Mutu I
Mutu II
Bau dan Rasa
Khas
Khas
Berjamur dan
Tidak
3,0
Berserangga %
ada
Organileptik SP-SMP-32-1995 ISOR-927-1969 (E)
(bobot / bobot) maks Excrete mg / kg
2,0
3,0
maks Ka % (bobot /
ISOR-927-1969 (E) 11
11
bobot) maks Benda asing %
/ bobot) maks
SP-SMP-7-1975 ISOR-939-1969 (E)
1,0
3,0
(Bobot / bobot)maks Buah cacat % (bobot
SP-SMP-32-1975
SP-SMP-32-1975 ISOR-927-1969 (E)
5,0
5,0
SP-SMP-32-1975 ISOR-927-1969 (E)
45
Keterangan : 1) Buah berjamur : Cabai kering yang dicemari jamur dan luas pencemarannya 0,5 cm 2 atau lebih 2) Berserangga (insect infested) : cabai kering yang dicemari oleh serangga, baik yang menimbulkan lubang atau ditumbuhi jaringan (webbing) atau mengandung serangga (hidup atau mati) 3) Excrate : kotoran tikus atau lain 4) Benda asing : semua benda yang bukan cabai kering, seperti batu, tanah, potongan logam, tali batang dan tangkai buah 5) Buah cacat : cabai kering yang berwarna hitam, kuning, belang serta buah hancur dan busuk disebabkan cacat rusak karena panen muda, panen musim hujan, atau penjemuran tidak sempurna atau rusak karena mekanis 6) Ka : kadar air
