Desain dan Uji Kinerja Pengering Surya Hybrid Konveksi Bebas Tipe Tumpukan untuk Pengeringan Biji Kopi Arabika

Abstract

Metode pengeringan artificial biji kopi Arabika pada umumnya, membutuhkan energi listrik untuk menggerakkan blower yang berfungsi mengalirkan udara kering kedalam bak pengering. Sebagian besar daerah penghasil kopi arabika di provinsi Aceh belum terjangkau jaringan listrik sehingga pemakaian alat pengering artificial tidak dapat digunakan. Untuk mengatasi kendala ini, sistem pengaliran udara dengan efek cerobong bisa digunakan untuk mengalirkan udara kering. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang pengering hybrid berenergi surya dan biomassa dengan menggunakan efek cerobong dan menguji kinerja alat untuk mengeringkan biji kopi arabika dengan variasi ketinggian cerobong 0.7 m dan 1.5 m. Pengering terdiri dari kolektor surya, heat exchanger, tungku, ruang pengering dan cerobong dengan aliran udara terpisah dari kolektor surya dan heat exchanger. Biji kopi arabika sebanyak 5 kg dengan ketebalan tumpukan 5 cm ditempatkan di dalam bak pengering. Pengujian alat pengering surya hybrid sistem sirkulasi udara efek cerobong dengan ketinggian outlet cerobong 0.7 m menghasilkan perbedaan signifikan dibandingkan dengan ketinggian 1.5 m pada tingkat konsumsi energi. Total konsumsi energi spesifik yang dibutuhkan untuk menguapkan air dari biji kopi pada pengering surya hybrid pada ketinggian outlet cerobong 0.7 m adalah 51.4 MJ/kg uap air dan pada ketinggian outlet cerobong 1.5 m sebesar 57.9 MJ/ kg uap air. Namun demikian, dibandingkan dengan metode penjemuran, nilai ini lebih kecil, yaitu sekitar 59.4 MJ/kg uap air. Pada ketinggian cerobong 0.7 m, pengeringan biji kopi Arabika pada kondisi siang hari dengan iradiasi surya rata-rata 620 W/m2 menghasilkan nilai suhu outlet kolektor surya rata-rata sebesar 45.8°C dan suhu ruang pengering 33.2°C. Pada kondisi malam hari suplai panas didapatkan dari pembakaran biomassa dalam tungku, dihasikan suhu rata-rata oulet heat exchanger sebesar 85.1°C dan suhu ruang pengering rata-rata 53.2°C. Selanjutnya pada ketinggian cerobong 1.5 m, pengeringan biji kopi Arabika pada kondisi siang hari iradiasi surya rata-rata 596 W/m2, menghasilkan suhu outlet kolektor surya rata-rata sebesar 46.5°C dan suhu ruang pengering 33.4°C. Pada kondisi malam hari suplai panas dari pembakaran biomassa pada tungku dihasikan suhu rata-rata oulet heat exchanger sebesar 85.7°C dan suhu ruang pengering rata-rata 52.9°C. Kedua pengujian dapat menurunkan kadar air biji kopi dari 53.3 hingga 12.8% bb dengan waktu pengeringan 16-17 jam. Sedangkan metode pengeringan penjemuran matahari membutuhkan waktu hingga 46 jam (6 hari) pada kadar air yang sama. Hal ini menunjukkan alat pengering surya hybrid sistem sirkulasi udara secara efek cerobong cukup efektif untuk mengeringkan biji kopi bila dibandingkan dengan metode penjemuran.