Kajian Karakteristik Perpindahan Panas pada Ruang Sistem Pengering/Pengasapan dengan Energi Panas dari Bahan Bakar

Abstract

The use of oven for drying still has weaknesses, for instance, the temperature in the oven is not the same in each drying bed. By the same token, the higher the drying bed from the heat source, the temperature will be lower. If the different fluidized temperature in each drying bed in the oven is overcome, the dried product may decrease in quality as a result of this condition. It is believed that this problem can be overcome by decreasing the heat out of oven by designing precise angles of the smokestack. This research was conducted to know the precise angles of the smokestack for the temperature in every drying bed. In addition, this research was aimed to know the influence of the pre- heat director towards the temperature distribution in the oven. The testing was done by producing the oven with natural - heat -flow system with consisting of five main parts, such as, burning room, two heat pre-heat directors without holes and with holes in form of V in angle of 30 degree, channel of heat, drying room with 7 (seven) drying beds, and 3 (three) smokestacks with angles of 15 degrees, 25 degrees, 35 degrees. Further analysis was done to the characteristic of heat distribution and the pattern of fluid flow in drying room system or smoking process for obtaining the system and optimum drying instruments by using fuel energy and uniform temperature in each drying bed in the oven. The finding of this research showed that smokestack angles significantly influenced the uniform distribution of temperature in the drying room. The drying bed with the angle of 15 degrees can produce the uniform distribution of temperature gradient temperature that happened was small at the beginning of heating and after the stability was reached, the temperature became stable in every drying beds in each drying room. Besides, the pre-director was also influenced by the distribution of temperature in the channel of heater in which the distribution of temperature in the heating channel with the holed- pre-director and without holes were significantly different. This was caused by the flow pattern which existed especially in the smokestack with 15 degrees in which its turbulence was bigger with pre-director without hole. The characteristics of heat transferring which happened like Grashof number, Rayleigh number, Nusselt number and coofficience of heat transfer that existed in the drying instruments was influenced by the height of characteristics, weight of characteristics, and geometriy of channel (angles of channel).

Penggunaan lemari pengering untuk pengeringan masih mempunyai kelemahan, yaitu temperatur pengering di dalam lemari pengering sering tidak seragam atau tidak sama di setiap rak yang terdapat dalam lemari pengering, dimana temperatur udara panas pada rak-rak pengering yang bejauhan dengan sumber panas atau pada rak-rak makin ke atas semakin menurun. Jika ketidaksamaan temperatur fuida pengering pada setiap rak dalam lemari pengering tersebut tidak teratasi, maka hasil pengering akan menurun kualitasnya yang diakibatkan oleh tidak meratanya suhu pengering yang diterima setiap produk yang dikeringkan. Masalah ini diyakini dapat diatasi dengan menahan laju gas panas keluar dari ruang pengering dengan membuat sudut cerobong gas panas keluar yang tepat. Penelitian ini dilakukan untuk menentukan berapa sudut cerobong gas panas keluar peralatan pengering yang tepat sehingga didapat keseragaman temperatur di setiap rak yang terdapat dalam lemari pengering. Disamping itu juga untuk melihat pengaruh pengarah awal terhadap distribusi temperatur di dalam saluran peralatan pengering. Pengujiannya dilakukan dengan membuat suatu sistem peralatan pengering dengan sistem aliran gas panas alamiah, yang terdiri atas lima bagian utama yaitu ruang pembakaran, pengarah awal 2 buah tidak berlubang dan berlubang dibuat berbentuk V dengan sudut 30o , saluran aliran udara panas, ruang pengeringan dengan 7 buah rak pengeringan, dan cerobong 3 buah dengan sudut masing-masing 15o , 25o , dan 35o . Pengkajian lebih lanjut dilakukan terhadap karakteristik perpindahan panas dan pola aliran fluida pada Ruang Sistem Pengering/Pengasapan untuk mendapatkan sistim dan peralatan pengering yang optimal dengan menggunakan energi bahan bakar dan temperatur yang lebih merata pada setiap rak di dalam lemari pengering. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa sudut cerobong sangat berpengaruh terhadap keseragaman distribusi temperature di dalam ruang pengering. Peralatan pengering dengan cerobong bersudut 15o dapat menghasikan distribusi temperatur yang teratur, gradient temperature yang terjadi kecil di awal pemanasan dan setelah kestabilan tercapai distribusi temperature menjadi seragam di setiap rak dalam ruang pengering. Disamping itu Pengarah awal juga berpengaruh terhadap diistribusi di dalam saluran pemanas, dimana distribusi temperatur pada saluran pemanas dengan pengarah awal berlubang dan tidak berlubang sangat berbeda, ini disebabkan oleh pola aliran yang terjadi terutama pada sudut atap cerobong yang 15o . yang mana turbulensinya lebih besar dengan pengarah awal tidak berlubang. Karakteristik perpindahan panas yang terjadi seperti Grashof number, Rayleigh number, Nusselt number, dan koeffisien perpindahan panas yang terjadi di dalam peralatan pengering dipengaruhi oleh ketinggian karakteristik, lebar karakteristik, dan geometri saluran (sudut saluran).