Copyright©2023 by Agricola Journal Agricola, Vol 13 (1), April 2023, Hal. 34 - 41 e-ISSN: 2354 - 7731 ; p-ISSN: 2088 - 1673 https://ejournal.unmus.ac.id/index.php/agricola
Rancang Bangun Alat Pengering Biji-Bijian Sistem Bed Dryer dengan Tungku Pemanas Tak Langsung Kapasitas Dua Ton
Design of a Grain Dryer with a Bed Dryer System with an Indirect Heating Furnace of Two Tons Capacity
1 Andriyono , 2 Acep Ponadi , 3 Yosefina Mangera
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Musamus, Merauke Indonesia
2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Musamus, Merauke Indonesia
3 Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Musamus, Merauke Indonesia Email: andriyono@unmus.ac.id

## Abstract
The extent of rainfed paddy fields in Merauke Regency makes the potential for harvest time high during the rainy season. Improving the quality of rice yields can be done through post-harvest processing, such as  proper  drying  and  storage. This  study aimed  to design, build  and  test  the  performance  of  a grain dryer with a bed dryer system with an indirect heating furnace. Making a grain dryer with a bed dryer system with a medium capacity can help local farmers to improve the quality of their crop production. The research method uses engineering methods through several stages: drying device design, functional design,  structural  design,  and  performance  testing.  The  grain  dryer  with  a  bed  dryer  system  has container dimensions of 240 cm x 360 cm x 120 cm with a capacity of 2000 kg; a fan diameter of 60 cm; the maximum temperature of the wind room/pressure room is 70°C; the maximum wind speed without grain is 10 m/s while with grain it is 7 m/s; single phase dynamo driving motor power 3 kW; the volume of  fuel  (wood) usage  is  1.1 m 3 . Drying  time  ranges  from  20 hours,  with  final  grain  moisture  content reaching 12.2%. The indirect system heating furnace technology which functions as a heat source from the dryer, has a very important role in the quality of the drying results, the drying time, and operational economic value compared to other conventional heating furnaces.
Keywords : bed dryer ; heating furnace ; paddy

## Abstrak
Luasnya lahan sawah tadah hujan di Kabupaten Merauke membuat tingginya potensi waktu panen pada saat  musim  hujan.  Peningkatan  kualitas  hasil  panen  padi  dapat  dilakukan  melalui  pengolahan  pasca panen  seperti  pengeringan  dan  penyimpanan  yang  benar.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk merancangbangun dan melakukan uji kinerja alat pengering biji-bijian sistem bed dryer dengan tungku pemanas  tak  langsung.  Pembuatan  alat  pengering  biji-bijian  sistem bed  dryer dengan  kapasitas menengah dapat membantu petani lokal untuk memperbaiki kualitas hasil produksi panennya. Metode penelitian  menggunakan  metode  rekayasa  melalui  beberapa  tahap  yaitu  perancangan  alat  pengering, rancangan fungsional, rancangan struktural, dan uji kinerja. Alat pengering biji-bijin sistem bed dryer memiliki dimensi bak penampung 240 cm x 360 cm x 120 cm dengan daya tampung 2000 kg; diameter kipas 60 cm; temperatur maksimal ruang angin/ruang bertekanan 70°C; kecepatan angin maksimal tanpa gabah 10 m/s sedangkan dengan gabah 7 m/s; daya motor penggerak dinamo single phase 3 kW; volume pemakaian bahan bahan bakar (kayu) sebanyak 1,1 m 3 . Lama waktu pengeringan berkisar pada 20 jam, dengan kadar air akhir gabah mencapai 12,2 %.  Teknologi tungku pemanas sistem tak langsung yang berfungsi sebagai sumber panas dari alat pengering ini mempunyai peran yang sangat penting terhadap kualitas  hasil  pengeringan,  lama  waktu  pengeringan  serta  pengoperasionalannya  bernilai  ekonomis dibandingkan dengan tungku pemanas konvensional lainnya.
Kata kunci: bed dryer ; padi; tungku pemanas
Diterima : 20 Februari 2023

## Pendahuluan
Indonesia merupakan negara agraris dengan sektor utama adalah komoditi pangan. Tanaman pangan  pada  umumnya  berbentuk  biji-bijian  yang  dalam  produksinya  membutuhkan  beberapa tahapan mulai dari penanaman sampai pasca panen. Kegiatan pasca panen untuk komoditi pangan berupa biji-bijian utamanya padi adalah proses pengeringan. Pengeringan gabah padi secara manual dengan cara penjemuran langsung di bawah sinar matahari mengalami kendala apabila cuaca hujan. Salah satu solusi untuk mengatasi kendala tersebut adalah dengan penggunaan alat mekanisasi pada proses pengeringan gabah.
Perlakuan gabah selepas panen yaitu harus segera dikeringkan dengan menurunkan kadar air gabah  dari  20-  23%  basis  kering  pada  musim  kering  atau  24-27%  basis  basah  pada  musim  hujan menjadi 14% sesuai dengan syarat mutu SNI 01-0224-1987 (Novrinaldi dan Putra, 2019). Apabila gabah  disimpan  tanpa  proses  pengeringan  terlebih  dahulu  maka  mutu  gabah  akan  mengalami penurunan dan berakibat pada mutu beras yang dihasilkan. Pengering merupakan proses pemindahan kandungan  air  pada  suatu  bahan  sampai  mencapai  kandungan  air  tertentu  yang  bertujuan menghambat/memperlambat  kecepatan  kerusakan  terhadap  bahan  (Ginting et  al., 2017).  Pada umumnya alat pengering buatan terdiri dari tenaga penggerak dan kipas, unit pemanas serta alat-alat kontrol. Alat pengering flat bed dryer terdiri dari mesin penggerak, blower , tungku, bak pengering dan cerobong (Maryana dan Meithasari, 2017). Cara kerja mesin pengering yaitu udara dipanaskan oleh pemanas kemudian ditiupkan ke produk yang dikeringkan sehingga produk yang diletakkan di dalamnya akan menjadi kering (Yuliyantika dan Sudarti, 2022). Gabah yang berkualitas baik dapat dihasilkan apabila alat pengering dikontrol untuk menjaga kadar air keluaran dalam batas yang dapat diterima (Napitu et al. , 2016).
Suhu sangat menentukan laju penguapan air dalam pengeringan. Lama waktu pengeringan dan kualitas bahan yang dikeringkan ditentukan oleh suhu udara pengering. Penggunaan suhu tinggi pada alat  dengan  kapasitas  besar  dapat  menekan  biaya  pengeringan.  Suhu  yang  digunakan  untuk menghasilkan gabah yang berkualitas berkisar antara 48°C - 60°C (Hamarung dan Kadang, 2016).
Kegiatan pengeringan gabah oleh petani di Kabupaten Merauke secara alami  sulit dilakukan terutama apabila panen bertepatan dengan musim hujan. Salah satu solusi untuk mengatasi masalah pengeringan  gabah  yaitu alat pengering dengan kapasitas besar yang mampu mengeringkan gabah hasil panen dengan tetap mempertahankan kualitas gabah dan waktu pengeringan yang lebih singkat. Tujuan penelitian ini untuk merancang bangun dan melakukan uji kinerja alat pengering biji-bijian sistem bed dryer dengan tungku pemanas tak langsung.

## Metode Penelitian

## Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan bulan Agustus sampai Desember 2022 pada Laboratorium Teknik Mesin Universitas Musamus. Pengujian alat dilakukan di Kampung Sumber Rejeki, Distrik Kurik, Kabupaten Merauke.

## Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah kipas/ blower , motor penggerak dynamo single phase 3 kW, mesin las listrik, mesin gurinda tangan, mesin bor, penggaris besi, sikat kawat, batu gurinda tangan, mata bor, kunci ring, thermocouple , anemometer, grain moisture tester . Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pipa besi 3 inch, besi siku, plat besi perforated , kayu balok 4 cm x 4 cm, kayu balok 4 cm x 8 cm, pasir, batu bata, semen, dan gabah.

## Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode  eksperimen  dengan  melakukan  rancang  bangun  alat pengering biji-bijian sistem bed dryer dengan tungku pemanas tak langsung kapasitas 2 ton.

## Prosedur Penelitian
Penelitian  rancang  bangun  alat  pengering  biji-bijian  sistem bed  dryer terdiri  dari  beberapa tahapan  yaitu  merancang  dan  membuat  desain,pembuatan  alat,  perakitan  alat,  pengujian  alat  dan analisis data.

## 1. Merancang dan membuat desain alat pengering biji-bijian sistem bed dryer
Pada tahap perancangan dan perencanaan, hal yang menjadi pertimbangan adalah kapasitas alat maksimal  yaitu  sebanyak  2000  kg  (2  ton),  sehingga  bahan  dan  material  yang  digunakan dipertimbangkan  agar  dapat  menahan  dan  menopang  berat  dari  biji-bijian  yang  akan  dikeringkan. Desain alat pengering biji-bijian sistem bed dryer dan dimensi alat dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Desain alat pengering biji-bijian sistem bed dryer
Gambar 2. Desain alat pengering biji-bijian sistem bed dryer dengan dimensi alat (skala 1:25)

## 2. Membuat alat pengering biji-bijian sistem bed dryer
Langkah-langkah dalam pembuatan alat pengering biji-bijian sistem bed dryer adalah sebagai berikut:
a. membuat kipas blower dan dudukannya
b. membuat dudukan motor penggerak
c. membuat chasing /rumah blower
d. membuat tungku pemanas indirect
e. membuat bak penampung biji-bijian
f. membuat rangka bed dryer
g. memasang dan merakit alat
h. melakukan uji coba alat
3. Uji fungsi
Uji fungsi pada pengering biji-bijian sistem bed dryer dilakukan untuk mengetahui komponen komponen yang telah dipasang dapat bekerja dengan baik dan efesien.

## 4. Pengujian unjuk kerja
Pengujian  kinerja  alat  pengering  biji-bijian  sistem bed  dryer meliputi  parameter  kecepatan angin,  suhu,  dan  kadar  air.  Ketebalan  gabah  yang  dikeringkan  yaitu  50  cm  (2  ton).    Pengukuran kecepatan angin dilakukan pada  ruang angin (ruang bertekanan) pada keadaan tanpa beban (tanpa gabah) dan dengan beban (gabah). Pengukuran suhu dilakukan pada 4 titik yaitu titik 1 (pada ruang angin/ruang bertekanan), titik 2 (pada jarak 15 cm dari dasar tumpukan gabah, titik 3 (pada jarak 30 cm  dari  dasar  tumpukan  gabah),  dan  titik  4  (pada  permukaan  gabah).  Pengukuran  kadar  air  pada gabah dilakukan sebelum dan sesudah pengeringan yang diulang sebanyak 3 kali.

## Hasil dan Pembahasan
Komponen Alat Pengering Biji-Bijian Sistem Bed Dyer Alat pengering biji-bijian sistem bed dryer terdiri atas beberapa komponen antara lain:
1. Kipas / Blower
Kipas/ blower ini  berfungsi  untuk  menghasilkan  angin  untuk  dihembuskan  ke  dalam  bak penampungan gabah. Kipas ini berdiameter 60 cm dengan menggunakan 7 buah sudu / blade dengan ukuran 16 cm x 26 cm, sedangkan poros kipas berdiameter 30 mm. Kipas/ blower dapat di lihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Kipas/ blower 2. Rumah Kipas
Rumah kipas ini berfungsi sebagai dudukan kipas dan juga untuk mempercepat dan mengarakan udara masuk ke ruang pengeringan. Ukuran dari rumah kipas ini adalah 70 cm x 50 cm x 85 cm. Rumah kipas dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Rumah kipas/ blower

## 3. Tungku Pembakaran
Tungku  pembakaran  berfungsi  sebagai  ruang  pembakaran  kayu  maupun  sekam  padi  sebagai sumber utama panas. Jika terjadi pembakaran kayu ataupun sekam padi, maka pipa-pipa yang ada di dalam tungku mengalami pemanasan dan uap panas ini akan dihisap oleh blower untuk diteruskan ke bak  pengering  Adapun  ukuran  dari  tungku  pembakaran  adalah  135  cm  x  80  cm  x  90  cm  dan dilengkapi  dengan  cerobong  asap  menggunakan  pipa  diameter  3  inch.  Tungku  pembakaran  dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Tungku pembakaran
4. Rak Penampung
Rak penampung berfungsi untuk meletakkan gabah  yang akan dikeringkan. Rak penampung ini  diberi  alas  dari  plat  besi porforated /plat  berlubang  dengan  diameter  lubang  sebesar  1,5  mm. Lubang  pada  plat  ini  berfungsi  untuk  meneruskan  udara  panas  yang  dihasilkan  oleh  ruang pembakaran dan dihembuskan oleh kipas. Dimensi dari rak penampungan ini adalah 240 cm x 360 cm. Rak penampung dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Rak penampung

## 5. Bak Pengering
Bak pengering dibuat menggunakan struktur beton dan merupakan satu kesatuan dengan rak pengering yang berfungsi menampung gabah yang dikeringkan sekaligus untuk menjaga temperatur dan tekanan yang dihasilkan oleh tungku pembakaran dan kipas. Adapun ukuran dari bak pengering ini adalah 240 cm x 360 cm x 120 cm dengan kapasitas maksimal adalah 2000 kg gabah basah. Bak pengering dapat dilihat pada Gambar 7.

## Gambar 7. Bak pengering

## Pengujian Alat
Pengujian  alat  pengering  padi  sistem bed  dryer dilakukan  dengan  mengeringkan  gabah sebanyak 2 ton dengan ketebalan 50 cm. Parameter yang diamati pada pengujian alat adalah suhu, kecepatan angin, dan kadar air. Hasil pengukuran suhu dan  kecepatan angin masing-masing dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Hasil pengukuran suhu Titik Pengukuran Letak Suhu (°C) Titik 1 Ruang angin/ruang bertekanan 70 Titik 2 15 cm dari bagian dasar tumpukan gabah 52 Titik 3 30 cm dari bagian dasar tumpukan gabah 45 Titik 4 Permukaan gabah 38
Tabel 1 menunjukkan hasil pengukuran suhu yang dilakukan pada 4 titik. Titik 1 menunjukan suhu tertinggi  yaitu 70°C. Pada titik 2 suhu gabah  yaitu 52°C, sedangkan pada titik 3 suhu  gabah 45°C. Suhu pada permukaan gabah menunjukkan nilai suhu terendah yaitu 38°C. Hal ini disebabkan semakin dekat titik pengukuran suhu dengan sumber panas maka suhu yang terukur semakin tinggi. Henderson  dan  Perry  (1976) dalam Hidayati  dan  Ridwan  (2019)  menyatakan  bahwa  temperatur pengeringan  biasanya  diatur  pada  suhu  antara  45°C  -  50°C,  sedangkan  menurut  Hamarung  dan Kadang  (2016),  suhu  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  gabah  yang  berkualitas  berkisar  antara 48°C - 60°C.
Tabel 2. Hasil pengukuran kecepatan angin
Kecepatan Angin (m/s) Tanpa Beban Dengan Beban 10 7
Tabel  2  menunjukkan  data  hasil  pengukuran  kecepatan  angin  pada  ruang  angin  (ruang bertekanan)  saat  keadaan  tanpa  beban  (tanpa  gabah)  dan  dengan  beban  (gabah).  Data  tersebut
menunjukkan bahwa kecepatan angin menurun setelah gabah dimasukkan dalam bak pengering. Hal ini  disebabkan  karena  massa  gabah  yang  dimasukkan  ke  dalam  bak  pengering  memiliki  kadar  air yang tinggi sehingga menekan laju kecepatan angin. Kecepatan angin akan meningkat lagi seiring dengan bertambahnya waktu pengeringan yang mengakibatkan gabah semakin ringan karena kadar air yang terkandung di dalamnya semakin lama semakin menurun (Hendra et al., 2017).

## Pengujian Pengeringan Gabah
Pengujian dilakukan untuk mengetahui kapasitas alat dan jumlah kayu bakar yang digunakan untuk melakukan pengeringan gabah dari hasil panen. Data – data hasil pengujian gabah dapat dilihat pada Tabel 3.

## Tabel 3. Hasil pengujian pengeringan gabah
Ulangan Berat Gabah (kg) Waktu Pengeringan (Jam) Kadar Air Awal (%) Kadar Air Akhir (%) Volume Kayu Bakar Terpakai (m 3 ) 1 2000 22,0 22,6 12,2 1,2 2 2000 20,3 21,4 12,1 1,1 3 2000 20,0 21,4 12,3 1,1 Rata-rata 2000 20,77 21,8 12,2 1,1
Tabel 3 menunjukkan bahwa untuk mengeringkan gabah sebanyak 2  ton dengan kadar air rata- rata  21,8%  diperlukan  waktu  pengeringan  selama  20,77  jam  dengan  kadar  air  akhir  gabah  kering giling (GKG) sebesar 12,2 %, sedangkan volume kayu bakar yang terpakai dalam proses pengeringan sebanyak 1,1 m 3 . Kadar air maksimal yang dimiliki oleh gabah kering adalah antara 13-14%. Jika kadar air gabah lebih tinggi akan mengakibatkan gabah sulit dikupas, sebaliknya pada kadar air yang lebih rendah butiran gabah akan mudah patah (Hidayati dan Ridwan, 2019). Menurut CDFSSFFMF (2006) dalam Umar dan Alihamsyah (2014) pada daerah tropis dengan suhu rata- rata 22°- 28°C dan kelembaban relatif 70-80%, kadar air gabah dan benih yang disimpan disarankan berturut-turut <14% dan <12%. Penelitian Suhelmi et al. (2022) menerangkan bahwa proses pengeringan gabah sebanyak 20  ton  selama  20  jam  membutuhkan  energi  panas  sebesar  8,4  x  106  kJ  dengan  energi  untuk memanaskan gabah sebesar 5,18 x 105 kJ dari suhu awal gabah 26 °C ke 40 °C dan energi untuk menguapkan  air  yang  terdapat  pada  gabah  sebesar  7,889  x  106  kJ.  Hal  ini  dilakukan  untuk menurunkan kadar air dalam gabah dari 28 % hingga mencapai 14 %.
Faktor yang dapat mempengaruhi lamanya waktu pengeringan antara lain kadar air awal gabah dan juga kestabilan menjaga temperatur pada tungku pemanas. Selain itu untuk memaksimalkan alat pengering  ini  dapat  juga  dengan  meningkatkan/  menaikkan  kecepatan  aliran  udara  pada  bak penampungan yaitu dengan menambah daya motor penggerak yang lebih besar.

## Kesimpulan
1. Hasil rancangan alat pengering biji-bijian sistem bed dryer diperoleh spesifikasi teknis alat sebagai berikut:
a. Dimensi bak penampungan adalah 240 cm x 360 cm x 120 cm
b. Diameter kipas/ blower 60 cm  dengan 7 buah sudu/ blade berukuran 16 cm x 26 cm, poros kipas diameter 30 mm.
c. Dimensi tungku pembakaran adalah 135 cm x 80 cm x 90 cm dengan cerobong asap menggunakan pipa diameter 3 inch.
d. Dimensi dari rak penampungan ini adalah 240 cm x 360 cm.
e. Dimensi  bak  pengering  ini  adalah  240  cm  x  360  cm  x  120  cm  dengan  kapasitas maksimal adalah 2000 kg gabah basah.
f. Daya motor penggerak dinamo single phase 3 kW.
2. Temperatur ruang angin/ruang bertekanan adalah 70 o C.
3. Kecepatan angin tanpa beban sebesar 10 m/s sedangkan dengan beban 7 m/s.
4. Pengeringan  gabah  sebanyak  2000  kg  dengan  kadar  air  awal  21,8%  membutuhkan pengeringan selama 20,77 jam dengan kadar air akhir setelah pengeringan 12,2% dan bahan bakar (kayu bakar) yang terpakai sebanyak 1,1 m 3 .

## Daftar Pustaka
Ginting, T., Sitorus, T. B., Napitupulu, F. H., Taufiq B., N., dan Gultom, S. (2017). Analisa Pengujian Performansi  Mesin  Pengering  Gabah  Dengan  Pengaduk  Berotari  Kapasitas  11  kg. Jurnal Dinamis , 5 (4), 72–77.
Hamarung,  M.  A.,  dan  Kadang,  Y.  (2016).  Rancang  Bangun  Prototype  Mesin  Pengering  Padi Berbahan Bakar Sekam dengan Pengaduk Horizontal. Prosiding Seminar Nasional , 04 , 16–25. Hendra,  Syahrul,  Mirmanto,  dan  Sukmawaty.  (2017).  Analisa  Pengaruh  Temperatur  Udara  Pada Pengering Gabah Terfluidisasi. Seminar Nasional Mesin Dan Industri (SNMI XI) , (April), 264– 271.
Hidayati, N., dan Ridwan, I. (2019). Pengaruh Penggunaan Kolektor Plat Datar pada Pengering Padi Tipe Drum Dryer. METAL : Jurnal Sistem Mekanik Dan Termal , 3 (1), 1–9.
Maryana, Y. E., dan Meithasari, D. (2017). Mekanisme dan Kinerja Alat Pengeringan Gabah di Lahan Rawa. Prosiding Seminar Nasional Agroinovasi Spesifik Lokasi Untuk Ketahanan Pangan Pada Era Masyarakat Ekonomi ASEAN , 1194–1202.
Napitu, Y. O., Nelwan, L. O., dan Wulandari, D. (2016). Simulasi Pengeringan Gabah pada Pengering Spouted Bed Dua Dimensi. JTEP Jurnal Keteknikan Pertanian , 4 (2), 161–170.
Novrinaldi, dan Putra, S. A. (2019). Pengaruh Kapasitas Pengeringan Terhadap Karakteristik Gabah Menggunakan Swirling Fluized Bed Dryer (SFBD). Jurnal Rise , 13 (2), 111–124. Suhelmi, M. F., Anjani, R. D., dan Fauji, N. (2022). Perhitungan Efisiensi Pengeringan pada Mesin Pengering Gabah Tipe Flat Bed Dryer di CV.XYZ. Jurnal Rekayasa Mesin , 17 (1), 15–20. Umar, S., dan  Alihamsyah, T. (2014). Mekanisasi Pertanian untuk Produksi Padi di Lahan Rawa Pasang Surut . Jakarta, Indonesia: IAARD Press.
Yuliyantika, dan Sudarti. (2022). Mekanisme Beberapa Mesin Pengering Pertanian. Jurnal Penelitian Fisika Dan Terapannya (JUPITER) , 4 (1), 20–28. https://doi.org/10.31851/jupiter.v4i1.7975