Analisis Computational Fluid Dynamics (CFD) Aliran Udara Panas Pada Pengering Tipe Rak Dengan Sumber Energi Gas Buang

Abstract

Udara panas sisa pembakaran biomassa pada alat pembangkit listrik tenaga biomassa dapat dimanfaatkan untuk proses pengeringan. Pada penelitian ini, udara panas sisa pembakaran biomassa digunakan sebagai sumber energi pemanas pada alat pengering tipe rak. Alat pengering tipe rak yang digunakan adalah model alat pengering hasil rancangan tim peneliti di Boiler Laboratory, Lemigas, Jakarta. Model alat pengering tipe rak merupakan satu kesatuan dengan model pembangkit listrik berbahan bakar biomassa. Rak pengering terdiri dari 4 susun. Dalam proses pengeringan menggunakan alat pengering tipe rak, permasalahan utama adalah tidak meratanya sebaran suhu dalam ruang pengering. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis sebaran suhu pada ruang pengering dari alat pengering tipe rak yang memanfaatkan udara panas sisa pembakaran biomass menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) dan melakukan modifikasi ruang pengering berdasarkan hasil simulasi CFD yang sesuai untuk pengeringan kopra. Hasil analisis CFD untuk sebaran panas di ruang pengering menunjukkan ketidakrataan sebaran udara panas antar rak pengering. Suhu rata-rata pengukuran rak paling atas (I) 90oC±10.8oC, sedangkan rak IV (bawah) 49oC. Modifikasi ruang pengering dilakukan dengan menambahkan dinding pembagi untuk mengarahkan udara pengering yang diletakkan di ujung rak I, II, dan III. Setelah penambahan dinding, udara panas lebih merata dan terjadi kenaikan suhu yang disebabkan karena panas gas buang yang besar yaitu sekitar 294.5oC. Suhu rata- rata simulasi CFD setiap rak I, II, III dan IV masing masing 114oC, 124oC, 135 oC dan 119oC. Modifikasi selanjutnya dilakukan untuk mendapatkan suhu pengeringan antara 75oC-90oC yang sesuai untuk pengeringan kopra dengan menurunkan frekuensi kipas hisap dari 50 Hz menjadi 25 Hz, 20 Hz, dan 15 Hz. Penurunan frekuensi kipas hisap menyebabkan penurunan suhu dalam ruang pengering. Dari hasil simulasi CFD menunjukkan bahwa untuk mendapatkan suhu dalam ruang pengering 75oC-90oC, maka suhu gas buang diturunkan menjadi 206.9oC (20 Hz) hingga 230.7oC (25 Hz).