Optimasi Kinerja Mesin Rotary Dryer Untuk Pengeringan Gula Semut Melalui Rekonstruksi Desain Berbasis CFD Dan Optimasi Kondisi Operasi

Abstract

Pengeringan merupakan tahapan penting dalam produksi gula semut untuk menurunkan kadar air hingga memenuhi standar mutu. Prototipe rotary dryer sebelumnya masih memiliki keterbatasan berupa distribusi udara panas yang belum merata, kestabilan pemanas yang rendah, kapasitas pengeringan terbatas, dan belum tersedianya sistem monitoring secara real-time. Penelitian ini bertujuan merekonstruksi desain rotary dryer, menganalisis distribusi temperatur dan aliran udara menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), serta menentukan kondisi operasi optimum. Rekonstruksi dilakukan melalui penyempurnaan sistem pemanas, modifikasi geometri ruang pengering, peningkatan kapasitas, perubahan sistem transmisi menjadi chain-sprocket, dan integrasi monitoring berbasis Internet of Things (IoT). Simulasi CFD dilakukan pada empat konfigurasi desain dengan temperatur 50, 60, dan 70 °C serta kecepatan udara 8, 14, dan 26 m s?¹. Desain terbaik kemudian difabrikasi dan diuji menggunakan rancangan faktorial 3 × 3 dengan tiga ulangan. Respons yang dianalisis meliputi kadar air akhir, waktu pengeringan, dan susut tercecer menggunakan regresi polinomial orde dua dan fungsi desirability. Hasil CFD menunjukkan bahwa konfigurasi outlet tanpa cone menghasilkan distribusi temperatur lebih merata, aliran udara lebih stabil, dan dead zone lebih kecil. Kondisi operasi optimum diperoleh pada temperatur 70 °C dan kecepatan udara 23,98 m s?¹, dengan composite desirability 0,9608, yang memprediksi waktu pengeringan 29,69 menit, kadar air akhir 2,75% (b.b.), dan susut tercecer 20,51 g. Validasi pada 70 °C dan 26 m s?¹ menghasilkan kadar air akhir 2,78% (b.b.) dan waktu pengeringan 31 menit, menunjukkan kesesuaian yang baik dengan hasil optimasi. Kata kunci: Computational Fluid Dynamics, gula semut, optimasi kondisi operasi, rekonstruksi desain, rotary dryer.