Pengantar Analisis Sistem Pengeringan Alas Tetap

Pada bab-bab sebelumnya tentang prinsip psikometrik, kadar air kesetimbangan dan aliran udara telah dibahas. Bab ini berisi pengembangan prinsip-prinsip tersebut diatas menjadi analisis yang disederhanakan tentang pengeringan bijian dengan alas tetap. Analisis ini menggunakan persamaan kesimbangan panas sederhana yang memungkinkan perhitungan yang berhubung dengan waktu pengeringan, air yang dibuang dan sifat-sifat daerah pengeringan.

Proses Pengeringan
          Udara pengering bergerak dari dasar ke alas-alas. Pertukaran kadar air dari biji ke udara terjadi pada kedalaman yang tetap atau pada daerah bijian. Pada awal proses pengeringan, daerah pengeringan terdapat pada dasar alas. Setelah pengeringan berlangsung terus, daerah ini bergerak keatas, dan bila daerah ini telah melampaui semua bijian, keseluruhan massa bijian dikeringkan dalam keseimbangan dengan udara pengering.
            Bijian dibawah daerah pengeringan mencapai kondisi kesetimbangan dengan udara yang masuk dan memiliki kandungan air sebesar Me. Bijian diatas daerah pengeringan belum mulai mengalami pengeringan dan tetap mempunyai kadar air sebesar Mo. Udara yang melewati bijian diatas daerah pengeringan dalam kesetimbangan dengan kadar air awal bijian. Saat melewati daerah pengeringan, udara membawa uap air secara evaporasi dan didinginkan dengan proses evaporasi dari T1 ke T2.
            Jika alas bijian adalah dangkal dan atau kecepatan udara adalah tinggi, daerah pengeringan biji berkembang meliputi seluruh alas, rata-rata kadar air akhir yang diinginkan bisa dicapai sebelum lapisan biji bawah mencapai kesetimbangan dengan udara pengering.

Kesetimbangan Panas Untuk Pengeringan

Bagian berikut ini membahas berbagai elemen dari persamaan (7.1)
            Pada persamaan (7.1) dianggap bahwa panas sensibel yang ditangkap oleh udara yang melewati biji sama dengan panas laten penguapan yang diperlukan untuk menguapkan air dari bijian. Persamaan ini tidak mempertimbangkan perubahan suhu bijian yang terjadi bila udara lebih panas atau lebih dingin dibandingkan bijian pada saat mulai operasi. Juga persamaan (7.1) tidak mempertimbangkan kondensasi yang mungkin terjadi pada lapisan atas bijian pada saat mulai operasi pengeringan, atau perubahan kondisi sekitar. 
PARAMETER PARAMETER PERSAMAAN KESETIMBANGAN PANAS (7.1) :
Laju Aliran Udara
            Laju aliran udara (Q) melalui suatu sistem pengeringan bisa diperoleh dengan menggambar kurva sistem versus kursa kipas angin, seperti telah dijelaskan pada bab 6. Laju aliran udara ke sistem yang bekerja bisa juga diperoleh dengan pengukuran tekanan statis pada sistem dan menghitung aliran udara dari tekaan.
Suhu Udara Dan Volume Spesifik
            Volume spesifik udara (v) dan penurunan suhu melalui massa bijian (Tn – Tg) diperoleh dari diagram psikrometrik. Sebelum nilai-nilai ini dapat ditentukan, dipilih kondisi udara sekitar daerah tersebut serta musim yang berlaku. Nilai yang ini mempunyai pengaruh penting pada perhitungan-perhitungan, terutama bila udara biasa digunakan untuk pengeringan.
Peta Suhu Bola Basah
            Waite and Bern (1987) dan Schmidt and Waite (1962) menggambarkan peta-peta daerah di Amerika Serikat dan Kanda Selatan yang menunjukkan garis-garis dengan suhu sama untuk tiap bulan dalam satu tahun dari rata-rata suhu bola basah dan rata-rata penurunan suhu bola basah beserta simpangan bakunya.
Suhu Udara Plenum dan Volume Spesifik
            Kondisi udara pada plenum yang merupakan masukan (input) pada persamaan (7.1) tergantung pada apakah udara telah mengalami pemanasan. Selama pengeringan udara alami, udara tidak dipanaskan dan kondisi plenum dan sekitarnya dianggap sama.
Kondisi Udara Luar
            Pada bab 4, data kadar air kesetimbangan ditunjukkan sebagai garis-garis dengan suhu yang sama pada gambar kadar air versus kelembaban relatif. Pada analisis pada bab ini, penting sekali untuk menggabungkan data pada diagram psikrometrik sebagai kurva kelembaban kesetimbangan kadar sama.
Panas Penguapan
            Panas yang diperlukan untuk menguapkan satu pound air dari bijian adalah merupakan fungsi kadar air bijian dan suhu dimana terjadi penguapan. Melintasi daerah pengeringan, penguapan terjadi pada suhu dan kadar air biji yang berubah terus menerus. Oleh sebab itu nilai panas penguapan juga berubah terus. Panas penguapan  tertinggi terjadi pada bagian bawah dari daerah pengeringan dimana kadar air bijian adalah paling rendah dan  panas penguapan paling rendah terjadi pada bagian atas dari daerah pengeringan dimana kadar air bijian adalah tertinggi.
Bahan Kering
            Pada persamaan (7.1), DM adalah jumlah bahan kering didalam wadah. Jika kehilangan bahan kering karena diabaikan, kandungan bahan kering akan sama pada awal dan akhir proses pengeringan. Oleh sebab itu, penting sekali jumlah bahan kering awal pada proses pengeringan dapat dihitung.
Kadar Air Bijian
            Pernyataan kadar air Me dan Mo (berbasis kering, desintal) menyatakan kadar air pada awal pengeringan dan kadar air saat bijian mencapai kesetimbangan dengan kondisi udara pada plenum (Me). Bila pengeringan dilaksanakan pada alas yang dalam (beberapa kali dari kedalaman daerah pengeringan), daerah pengeringan berada di atau dekat bagian atas massa bijian pada akhir operasi dan keseluruhan massa bijian mempunyai kadar air.
Penggunaan Persamaan (7.1)
Contoh 7.2 :
            Wadah berdiameter 27 ft diisi sedalam 8ft dengan jagung pipil dengan kadar air 12.5% basis basah. Wadah ini terletak di Ames, lowa. Tekanan statis diukur pada kedalaman ft dari permukaan bijian dan tercatat 0.31 inchi air. Hitung waktu pengeringan jika digunakan udara tidak dipanaskan pada bulan september.
Penyelesaian 7.2 :
            Aliran udara adalah ΔP = 0.93 inchi air/ 3 ft = 0.31 inchi air/ft
Dari kesamaan (6.2). aliran udara adalah 28.5 cgm/ft2
Total cfm        = 28.5 cfm/ft2 x luas lantai (ft2)
= 28.5 x 573 = 16330 cfm
Kondisi udara sekeliling yang dibaca dari peta schmidt and waite (gambar c-2) adalah : Tab = 57.2ͦ F dan penurunan suhu bola basah = 63.5ͦ F.C = 0.24 Btu/lbͦ F dan hfg = 1.200 Btu/lb. Kondisi udara pada plenum dari diagram psikrometrik.
            Ta = 63.5ͦ F, φa = 67%, v= 13.60 ft3/lb
Analisis Sistem Pengeringan Alas Dalam
            Kurva pada gambar 7.4 diciptakan Hukill (1947, 1954). Kurva ini dinamakan kurva pengeringan “total” dan dapat digunakan untuk kadar air pada seberang kedalaman bijian pada sistem pengeringan dengan dalam pada setiap saat setelah pengeringan dimulai.
Perbandingan Kadar Air
            Pernyataan matematik untuk kura pada gambar 7.4 dinyatakan dengan persamaan (7.2)  
Dimana : MR = (M-Me) / (Mo-Me)


















Faktor Kedalaman
            Salah satu faktor kedalaman berisi jumlah bahan kering yang dapat dihitung dengan kesetimbangan panas yang mirip dengan persamaan (7.1). Dalam hal ini, t dibuat sama dengan t2 dan DM1 dihitung:

Satuan Waktu 

Daerah Pengeringan

            Kurva pada gambar 7.4 menduga pendekatan terhadap Mo dan Me sebagai suaru “asinipton”. Dari kurva ini akan sulit untuk menyatakan kapan kadar air bijian mulai jatub dibawah Mo atau kapan Me. Untuk menghilangkan keraguan, kita anggap daerah pengeringan berisi 13 faktor kedalaman.


Pengaruh T1/2


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Sifat Udara Pengeringan

Gambar
Pada pengeringan biji – bijian kita menggunakan table psikometrik, bagian – bagian yang terdapat pada table tersebut ialah: Tekanan uap (P v ), yaitu tekanan parsial yang dikeluarkan oleh molekul uap air pada udara lembab jika udara jenuh dengan uap air maka disebut tekanan uap jenuh (P vs )    Kelembaban relative ( φ ), yaitu perbandingan tekanan uap air diudara dengan uap air pada udara jenuh dimana suhu dan tekanan pada atmosfir yang sama.   Perbandingan kelembaban (W), yaitu massa uap air yang terdapat diudara lembab per satuan massa udara kering      Suhu bola kering (T), yaitu suhu udara lembab yang ditunjukan oleh thermometer biasa.    Suhu bola basah (T wb ), yaitu suhu yang dicapai oleh udara lembab    Suhu titik embun (T Δ p ), yaitu suhu yang dilihat apabila terjadi kondensasi    Entalphy (h), yaitu kandungan panas udara lembab per satuan massa udara kering diatas suhu acuan Volu...
Baca selengkapnya

Aliran Fluida Pada Pipa

Gambar
Fluida merupakan suatu zat yang dalam keadaan setimbang tak dapat menahan gaya atau tegangan geser (shear force). Ketahanan fluida  terhadap  perubahan  bentuk  sangat  kecil  sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk ruang. Berdasarkan wujudnya, fluida dapat dibedakan menjadi dua yaitu fluida gas dan fluida cair. Aliran pada fluida sendiri terbadi menjadi 3, yaitu: 1.     Aliran Laminer Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan – lapisan, atau lamina – laminar dengan satu lapisan meluncur secara lancar. Sehingga aliran laminar memenuhi hukum viskositas Newton  yaitu: 2.     Aliran Turbulen Aliran dimana pergerakan dari partikel – partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami percampuran serta putaran partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari satu bagian fluida kebagian fluida yang lain dalam skala yang besar. 3.     Aliran Transisi Ali...
Baca selengkapnya