bab ii landasan teori pengeringan chum

BAB II TINJAUAN PERUSAHAAN & LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PERUSAHAAN DAN LANDASAN TEORI

2.1. TINJAUAN PERUSAHAAN 2.1.1. Profil Perusahaan PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang merupakan perusahaan yang melakukan produksi beras dengan dua kegiatan utama, yaitu penggilingan beras dan budidaya padi. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang beralamat di Jalan Raya Sumedang Majalengka Desa Tolengas Kecamatan Tomo Kabupaten Sumedang. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang memiliki visi dan misi sebagai berikut :

1. Visi Perusahaan a. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang, membanguan suatu perusahaan yang saling menguntungkan dan

berkesinambungan dengan mitra petani dan petani padi. b. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang, memberikan pengarahan dan pedoman teknis kepada mitra petani yang bekerjasama agar dapat meningkatkan hasilnya sehingga dapat menaikkan pendapatan dan kesejahteraan petani mitranya. c. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang, dalam perkembangan berusaha memberikan produk terbaiknya yang nantinya dapat dijangkau oleh segala kalangan konsumen.

2. Misi Perusahaan a. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang, menghasilkan beras yang berkualitas dan higenis. b. PT. Metju Buana Rice Milling Unit Sumedang, membantu untuk ketersedian beras yang dibutuhkan untuk negara dengan menjalin kerjasama dengan Bulog.

LAPORAN KERJA PRAKTEK

5


PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang merupakan salah satu perusahaan yang bergerak di bidang agribisnis

memproduksi beras berkualitas yang diresmikan pada tanggal 15 Juli 2007. PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang dibangun dengan tujuan memenuhi kebutuhan beras berkualitas di daerah Sumedang, Majalengka, Cirebon dan sekitarnya juga membangun kemitraan dengan petani padi di daerah Sumedang.

2.1.2. Denah Wilayah Perusahaan PT. tepatnya Mertju Buana berada di Kabupaten Sumedang

di Kecamatan Tomo. Kabupaten Sumedang termasuk

wilayah Propinsi Jawa Barat bagian timur, dengan luas wilayah 1.522,21 km. Kabupaten Sumedang terletak pada posisi 1071410821 Bujur Timur dan 6040-7083 Lintang Selatan. Secara geografis Kabupaten Sumedang berbatasan dengan : Sebelah Utara Sebelah Timur Sebelah Selatan Sebelah Barat : Kabupaten Indramayu dan Kabupaten Subang : Kabupaten Majalengka : Kabupaten Garut : Kabupaten Bandung

Bentuk wilayah Kabupaten Sumedang sangat variatif dari permukaan yang datar sampai yang bergunung, sedangkan

ketinggiannya secara keseluruhan terletak antara 20 sampai dengan lebih dari 1000 meter di atas permukaan laut (DPL). Berdasarkan rata-rata, 43,73 persen dari keseluruhan wilayah Kabupaten Sumedang terletak pada ketinggian 501-1000 meter di atas permukaan laut. Letak PT. Mertju Buana sangat stategis dikarenakan berdekatan dengan jalan utama yang menghubungkan Sumedang, Majalengka, dan Cirebon. Pabrik pengolahan terletak di sisi belakang sehingga tidak mengganggu aktifitas kantor. Pada saat bahan baku masuk, truk akan langsung menemui timbangan mobil sehingga perkerjaan akan sistematis seperti terlihat pada gambar berikut.


6


7

8

6

5

3

4

1 2

Gambar 2.1 Denah Perusahaan Keterangan : 1. Jalan raya 2. Gerbang 3. Gudang 4. Kantor 5. Kantin 6. Timbangan 7. Pabrik 8. Silo Sekam


7


2.1.3.Tata Letak Pabrik PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang mengatur fasilitas-fasilitas yang dimilikinya pada tata letak pabrik yang baik yakni menurut urutan kegiatan produksi. Dengan tata letak yang baik dapat bermanfaat untuk mengefisiensikan kegiatan proses produksi. Pada PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang lay out yang dipakai adalah product lay out. Berikut pada (Gambar 12) adalah denah yang menggambarkan tata letak pabrik pada PT. Mertju Buana Rice Milling Unit Sumedang:

Gambar 2.2 Tata Letak Pabrik


8


2.2 LANDASAN TEORI 2.2.1 Kalor Kalor adalah energi yang dipindahkan akibat adanya perbedaan temperatur atau suhu pada suatu benda. Secara alami kalor berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah, sehingga terjadi percampuran suhu dari kedua benda itu. Q = m.c. ( ) ....................................................................................(2.1) Dimana : Q m c ( ) = kalor yang dibutuhkan (J) = massa benda (kg) = perubahan suhu (oC) (t2 t1) = kalor jenis (J/kg oC)

Kalor dapat dibagi dengan tiga macam cara yaitu : 1. Pancaran, sering juga dinamakan radiasi. 2. Hantaran, sering juga disebut konduksi. 3. Aliran, sering juga disebut konveksi

1. Radiasi Proses perpindahan panas secara radiasi (pancaran) adalah suatu proses perpindahan energi panas yang terjadi dari benda yang bertemperatur tinggi menuju benda dengan temperatur yang lebih rendah tanpa melalui suatu medium perantara. Untuk dapat melakukan penghitungan laju perpindahan energi panas secara radiasi dipergunakan persamaan laju

perpindahan panas radiasi atau disebut hukum Stefan-Boltzmann sebagai berikut : Qradisi = .A.T4........................................................................... (2.2) dimana : qrad = laju perpindahan panas secara radiasi (Watt). = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10 W/m .K )LAPORAN KERJA PRAKTEK-8 2 4

9


A = luas bidang permukaan perpindahan panas radiasi (m ) T = temperatur total (T1-T2) (K) Persamaan 2.2 hanya berlaku untuk radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Radasi netto antara dua permukaan berbanding dengan suhu absolut pangkat empat, artinya. (T41-T42)......................................................... (2.3)

2

Dimana:

q = laju perpindahan panas secara radiasi (Watt). = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10 W/m .K ) T1 = temperatur permukaan (K) T2 = temperatur lingkungan (K) Ada beberapa jenis radiasi elektromagnetik, radiasi termal hanyalah salah satu diantaranya. Apa pun jenis radiasi itu, ia akan selalu merambat dengan kecepatan cahaya, 31010 cm/s. Kecepatan ini sama dengan hasil pekalian panjang gelombang dengan frekuensi radiasi, c= dimana : c = kecepatan cahaya (cm/s) = panjang gelombang (cm) = frekuensi (Hz) Satuan boleh boleh centimeter, angstrom ( = 10-8cm ), atau ..............................................................................(2.4)-8 2 4

mikrometer (1m = 10-6 m ). Radiasi termal terletak dalam rentang antara 0,1 100 m, sedangkan bahagian cahaya tampak dalam spektrum itu sangat sempit, yaitu terletak antara kira kira 0,35 0,75 m.


10


1.1 Sifat Sifat Radiasi Bila energi radiasi menimpa permukaan suatu bahan, maka sebagian radiasi itu dipantulkan (refleksi), sebagian diserap (absorpsi), dan sebagian lagi diteruskan (transmisi).

Gambar 2.3 Bagan menunjukan pengaruh radiasi datang

Jika +

disebut refleksifitas,

disebut absorptivitas,

disebut transmitivitas, maka hubungan ketiganya adalah + =1

Karena benda padat tidak meneruskan radiasi termal, maka transmisivitas dianggap nol. Sehingga +=1

Ada dua fenomena refleksi yang dapat diamati bila radiasi menimpa suatu permukaan. Jika sudut jatuhnya sama dengan sudut refleksi, maka dapat dikatakan refleksi itu spekular (specular). Di lain pihak, apabila berkas yang jatuh itu tersebar merata ke segala arah sesudah refleksi maka refleksi itu disebut baur (diffuse).

Gambar 2.4 Refleksi cahaya Spekular


11


Gambar 2.5. Refleksi cahaya baur Releksi spekular memberikan bayangan cermin dari sumber itu kepada pengamat. Tetapi tidak ada permukaan yang sebenarnya yang hanya spekular atau baur. Sebuah cermin biasa tentu bersifat spekular untuk cahaya tampak tetapi belum tentu bersifat spekular untuk keseluruhan rentang panjang gelombang radisi termal.Biasanya, permukaan kasar lebih menunjukkan sifat baur dari pada permukaan yang mengkilap.

1.2 Daya Emisi dan Emisivitas Benda Daya emisi (emissive power) E suatu benda ialah energi yang dipancarkan benda itu persatuan luas per satuan waktu. Dalam suatu ruangan tertutup terbuat dari benda hitam sempurna yaitu yang menyerap seluruh radisi yang menimpanya, ruang itu juga akan memancarkan radiasi. Besarnya fluks radiasi yang diterima ruangan itu ialahi

W/m2. Jika suatu benda ditempatkan

di ruangan tersebut dan dibiarkan mencapai kesetimbangan, maka energi yang diserap benda itu mesti sama dengan energi yang dipancarkan; sebab, jika tidak, tentu ada energi yang mengalir masuk atau keluar benda itu dan menyebabkan suhunya naik atau turun atau yang disebut dengan hukum kesetimbangan energi. = Pada kesetimbangan dapat ditulis ...........................................................................(2.5) = Emisivitas

Dimana:

E = Daya emisi (W/m2) A = Luas permukaan (m2)i = Fluks

radiasi (W/m2)


12


Jika dalam ruangan itu diganti dengan benda hitam sempurna yang bentuk dan ukurannya sama, dan benda hitam itu di biarkan mencapai kesetimbangan dengan ruang itu pada suhu yang sama, maka Eb A = Dimana: Eb= Daya emisi benda hitam (W/m) Jika persamaan (2.5) dibagi dengan persamaan (2.6), diperoleh = ......................................................................................(2.7) =i

A (1) .................................................................(2.6)

Sehingga Dimana:

= Emisivitas benda

1.3 Radiasi surya Radiasi surya (solar radiation) merupakan suatu bentuk radiasi thermal yang mempunyai distribusi panjang gelombang khusus. Intensitasnya sangat bergantung dari kondisi atmosfer, saat dalam tahun, dan sudut timpa (angle of incidence) sinar matahari dipermukaan bumi. Pada batas luar atmosfer, iradiasi surya total ialah 1395 W/m2 bilamana bumi berada pada jarak rata-ratanya dari matahari. Angka ini disebut konstanta surya (solar constant). Tidak seluruh energi yang disebutkan dalam konstanta surya mencapai permukaan bumi, karena terdapat absorpsi yang kuat dari karbondioksida dan uap air di atmosfer. Radiasi surya yang menimpa permukaan bumi juga bergantung dari kadar debu dan zat pencemar lainnya dalam atmosfer. Energi surya yang maksimum akan mencapai permukaan bumi bilamana berkas sinar itu langsung menimpa permukaan bumi, karena terdapat bidang pandang yang lebih luas terhadap fluks surya yang datang dan berkas sinar surya menempuh jarak yang lebih pendek di atmosfer, sehingga mengalami


13


absorpsi lebih sedikit daripada jika sudut timpanya miring terhadap normal.surya = 4 4 suhu rendah(T 1-T 2)........................................................

(2.8)

Dimana: q = laju perpindahan panas secara radiasi (Watt). = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10 W/m .K ) A = luas bidang permukaan perpindahan panas radiasi (m ) T1 = temperatur permukaan (K) T2 = temperatur lingkungan (K)= 2 -8 2 4

absorptivitas

Tabel 2.1 perbandingan absorptivitas berbagai permukaan terhadap radiasi surya dan radiasi termal suhu rendah absorptivitas permukaan Untuk radiasi surya Untuk radiasi suhu rendah 25oc Aluminium, Diupam Sangat Tembaga,Diupam Sangat Pudar Besi Cor 0.15 0.18 0.65 0.94 0.04 0.03 0.75 0.21 0.60 0.95 0.90 0.93 0.85 0.95 0.90 0.95

Baja Tahan Karat, No 301, Diupam 0.37 Pualam Putih Aspal Bata Merah Kerikil Lak Hitam Rata Cat Putih, Berbagai Jenis Pigmen 0.46 0.90 0.75 0.29 0.96 0.12 0.16


14


2. Konduksi Yang dimaksud dengan hantaran (konduksi) ialah

pengangkutan kalor melalui satu jenis zat atau suatu medium padat atau fluida yang diam. Sehingga perpindahan kalor secara hantaran/konduksi merupakan satu proses pendalaman karena proses perpindahan kalor ini hanya terjadi di dalam bahan. Pada perpindahan panas secara konduksi, kalor/panas mengalir tanpa disertai gerakan zat, tetapi melaui satu jenis zat. Arah aliran energi kalor dari titik bersuhu tinggi ke titik bersuh rendah.

Gambar 2.6 Perpindahan Panas Konduksi Dan Difusi Energi Akibat Aktivitas Molekul Persamaan umum laju konduksi untuk perpindahan panas dengan cara konduksi dikenal dengan hukum Fourier (Fouriers Law) yang dirumuskan seperti dibawah. qk = - kA dimana : qk = laju perpindahan panas konduksi (Watt) k = konduktivitas termal bahan (W/m. K) A =luas penampang tegak lurus terhadap arah aliran panas (m )2

...................................................................................(2.9)


15


=gradien suhu (perubahan temperatur terhadap arah x) (K/m). Tanda negatif (-) diselipkan dalam hukum Fourier yang menyatakan bahwa panas berpindah dari media bertemperatur tinggi ke media yang bertemperatur lebih rendah. Sudah diketahui bahwa tidak semua bahan dapat menghantar kalor sama sempurnanya. Dengan demikian, umpamanya seorang tukang hembus kaca dapat memegang suatu barang kaca, yang beberapa cm lebih jauh dari tempat pegangan itu adalah demikian panasnya, sehingga bentuknya dapat berubah. Akan tetapi seorang pandai tempa harus memegang benda yang akan ditempa dengan sebuah tang. Bahan yang dapat menghantar ka1or dengan baik dinamakan konduktor. Penghantar yang buruk disebut isolator. Sifat bahan yang digunakan untuk menyatakan bahwa bahan tersebut merupakan suatu isolator atau konduktor ialah koefisien konduksi terma. Apabila nilai koefisien ini tinggi, maka bahan mempunyai kemampuan mengalirkan kalor dengan cepat. Untuk bahan isolator, koefisien ini bernilai kecil. Pada umumnya, bahan yang dapat menghantar arus listrik dengan sempurna (logam) merupakan penghantar yang baik juga untuk kalor dan sebaliknya. Selanjutnya bila diandaikan sebatang besi atau sembarang jenis logam dan salah satu ujungnya diulurkan ke dalam nyala api. Dapat diperhatikan bagaimana kalor dipindahkan dari ujung yang panas ke ujung yang dingin. Apabila ujung batang logam tadi menerima energi kalor dari api, energi ini akan memindahkan sebahagian energi kepada molekul dan elektron yang membangun bahan tersebut. Moleku1 dan elektron merupakan alat pengangkut kalor di dalam bahan menurut proses perpindahan kalor konduksi. Dengan demikian dalam proses pengangkutan kalor di dalam bahan, aliran elektron akan memainkan peranan penting. Persoalan yang patut diajukan pada pengamatan ini ialah mengapa kadar alir energi kalor adalah berbeda. Hal ini disebabkan karena susunan molekul dan juga atom di dalam setiap bahan adalah


16


berbeda. Untuk satu bahan berfasa padat molekulnya tersusun rapat, berbeda dengan satu bahan berfasa gas seperti udara. Molekul udara adalalah renggang seka1i. Tetapi dibandingkan dengan bahan padat seperti kayu, dan besi , maka molekul besi adalah lebih rapat susunannya daripada molekul kayu. Bahan kayu terdiri dari gabungan bahan kimia seperti karbon, uap air, dan udara yang terperangkat. Besi adalah besi. Kalaupun ada bahan asing, bahan kimia unsur besi adalah lebih banyak.

1 Aliran (Konveksi) Yang dimaksud dengan aliran ialah pengangkutan ka1or oleh gerak dari zat yang dipanaskan. Proses perpindahan ka1or secara aliran/konveksi merupakan satu fenomena permukaan. Proses konveksi hanya terjadi di permukaan bahan. Jadi dalam proses ini struktur bagian dalam bahan kurang penting. Keadaan permukaan dan keadaan sekelilingnya serta kedudukan permukaan itu adalah yang utama. Lazimnya, keadaan keseirnbangan termodinamik di dalam bahan akibat proses konduksi, suhu permukaan bahan akan berbeda dari suhu sekelilingnya. Dalam hal ini dikatakan suhu permukaan adalah T1 dan suhu udara sekeliling adalah T2 dengan Tl>T2. Kini terdapat keadaan suhu tidak seimbang diantara bahan dengan sekelilingnya. Persamaan perpindahan panas konveksi dikenal sebagai hukum Newton untuk pendinginan (Newtons Law of Cooling) yang dirumuskan sebagai berikut: Jika Ts>T : qKonv=h.A(TsT)..............................................(2.10) Dimana : qKonv= Laju perpindahan panas konveksi h = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m .K)2 2

A = Luas permukaan perpindahan panas (m ) Ts = Temperatur permukaan (K)


17


T = Temperatur fluida (K) Besarnya perpindahan panas konveksi juga ditentukan oleh besarnya koefisien perpindahan panas konveksi (h) yang tergantung dari dimensi dan kondisi aliran. Kondisi aliran untuk konveksi alami ditentukan dari Rayleigh Number (RaL) yaitu perkalian antara Grashof Number (GrL) dengan Prandtl Number (Pr) , sehingga secara matematis dapat ditulis :( ) 32

.............................................................................(2.11)

dimana: g = Percepatan gravitasi (m/s ) = Koefisien ekspansi volume (1/ K) Ts = Temperatur permukaan (K) T= Temperatur dari fluida (K) Lc = Panjang karakteristik (m) v = Viskositas kinematik fluida (m /s). Apabila RaL > 10 aliran adalah turbulen RaL 10 kondisi kritis RaL< 10 aliran adalah laminar Perpindahan kalor dengan jalan aliran dalam industri kimia merupakan cara pengangkutan kalor yang paling banyak dipakai. Oleh karena konveksi hanya dapat terjadi melalui zat yang mengalir, maka bentuk pengangkutan ka1or ini hanya terdapat pada zat cair dan gas. Pada pemanasan zat ini terjadi aliran, karena masa yang akan dipanaskan tidak sekaligus di bawa kesuhu yang sama tinggi. Oleh karena itu bagian yang paling banyak atau yang pertama dipanaskan memperoleh masa jenis yang lebih kecil daripada bagian masa yang lebih dingin. Sebagai akibatnya terjadi sirkulasi, sehingga kalor akhimya tersebar pada seluruh zat.9 9 9 2 2


18


Gambar 2.7 Perpindahan Panas Konveksi. (a) Konveksi Paksa, (b) Konveksi Alamiah, (c) Pendidihan, (d) Kondensasi Pada perpindahan kalor secara konveksi, energi kalor ini akan dipindahkan ke sekelilingnya dengan perantaraan aliran fluida. Oleh karena pengaliran fluida melibatkan pengangkutan masa, maka selama pengaliran fluida bersentuhan dengan permukaan bahan yang panas, suhu fluida akan naik. Gerakan fluida melibatkan kecepatan yang seterusnya akan menghasilkan aliran momentum. Jadi masa fluida yang mempunyai energi terma yang lebih tinggi akan mempunyai momentum yang juga tinggi. Peningkatan momentum ini bukan disebabkan masanya akan bertambah. Malahan masa fluida menjadi berkurang karena kini fluida menerima energi kalor. Fluida yang panas karena menerima kalor dari permukaan bahan akan naik ke atas. Kekosongan tempat masa bendalir yang telah naik itu diisi pula oleh masa fluida yang bersuhu rendah. Setelah masa ini juga menerima energi kalor dari permukan bahan yang kalor dasi, masa ini juga akan naik ke atas permukaan meninggalkan tempat asalnya. Kekosongan ini diisi pula oleh masa


19


fluida bersuhu renah yang lain. Proses ini akan berlangsung berulang-ulang. Dalam kedua proses konduksi dan konveksi, faktor yang paling penting yang menjadi penyebab dan pendorong proses tersebut adalah perbedaan suhu. Apabila perbedaan suhu .terjadi maka keadaan tidak stabil terma akan terjadi. Keadaan tidak stabil ini perlu diselesaikan melalui proses perpindahan kalor. Dalam pengamatan proses perpindahan kalor konveksi, masalah yang utama terletak pada cara mencari metode penentuan nilai h dengan tepat. Nilai koefisien ini tergantung kepada banyak faktor. Jumlah kalor yang dipindahkan, bergantung pada nilai h. Jika cepatan medan tetap, artinya tidak ada pengaruh luar yang mendoromg fluida bergerak, maka proses perpindahan ka1or berlaku. Sedangkan bila kecepatan medan dipengaruhi oleh unsur luar seperti kipas atau peniup, maka proses konveksi yang akan terjadi merupakan proses perpindahan kalor konveksi paksa. Yang membedakan kedua proses ini adalah dari nilai koefisien h-nya. Perpindahan kalor konveksi dapat dikelompokan 2 bagian yaitu : a) Konveksi bebas / alamiah b) Konveksi paksa

a) Konveksi bebas / alamiah Konveksi alamiah terjadi tanpa adanya aliran yang dipaksakan terhadap fluida dengan kata lain konveksi tersebut terjadi tanpa bantuan alat apapun . Untuk perpindahan panas konveksi alami pada plat datar Nu = 0.825 + [1+(0.429/ vertikal Nusselt Number ditentukan dengan rumus :0.387 )916]82716

2

......................................(2.12)

Sedangkan untuk perpindahan panas konveksi alami pada plat datar horizontal penentuan harga Nusselt Number dibagi menjadi dua :LAPORAN KERJA PRAKTEK

20


Nu = 0.54.RaL1/ 4 untuk 10

bab ii landasan teori pengeringan chum

Documents