Studi Eksperimen Pengaruh Kecepatan Udara Pengering Inlet Chamber pada Swirling Fluidized Bed Dryer Terhadap Karakteristik Pengeringan Batubara
Dicky Permana dan Prabowo
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : prabowo@me.its.ac.id
Abstrak—Energi listrik merupakan energi yang dominan dibutuhkan  untuk  kehidupan  manusia.  Salah  satu  sumber penghasil  listrik  yaitu  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap (PLTU). Bahan bakar utama PLTU pada umumnya  adalah batubara.  Ketika  digunakan  batubara  kalori  rendah  maka dibutuhkan  suplai  batubara  yang  lebih  banyak  sehingga pulverizer  akan  bekerja  ekstra.  Masalah  akan  timbul ketika  pulverizer  rusak,  dimana  suplai  batubara  ke  boiler akan  berkurang  yang  menyebabkan  kapasitas  produksi listrik  menurun.  Untuk  menghidari  hal  tersebut  dilakukan proses  pengeringan.  Fluidized  bed  dryer  merupakan  salah satu  teknologi  dari  proses  proses  pengeringan  yang  bisa digunakan  untuk  meningkatkan  kalori  batubara  dengan mengurangi  moisture  content  yang  ada  dalam  batubara. Penelitian ini dilakukan dengan studi eksperimen menggunakan  alat  percobaan  yaitu  swirling  fluidized  bed coal  dryer.  Udara  panas  dengan  temperatur  45 o C dihembuskan  oleh  blower  ke  dalam  chamber  yang divariasikan  pada  kecepatan  2  m/s,  2,5  m/s  dan  3  m/s melewati distributor blade sudut 20 o sehingga kontur udara menjadi  swirl.  Pengambilan  data  dilakukan  dengan menimbang  massa  sampel  batubara  basah  setiap  1  menit sebanyak 15 kali dan 2 menit sebanyak 8 kali sehingga total waktu pengeringan 31 menit. Percobaan dilakukan dengan beban  pengeringan  600  gram  dan  ukuran  partikel  6  mm, dilanjutkan  dengan pengovenan  temperatur  105 0 C selama 180 menit untuk mencari berat kering berdasarkan standar ASTM  D  3173.  Dari  hasil  eksperimen  diketahui  bahwa pada kecepatan 2 m/s, 2,5 m/s dan 3 m/s didapat drying rate batubara berturut-turut sebesar 1,9806 % per menit, 2,638 %  per  menit  dan  3,1182  %  per  menit.  Untuk  koefisien perpindahan  massa  berturut-turut  sebesar  0,065203  m/s, 0,072052 m/s dan 0,078264 m/s.
Kata Kunci—Perpindahan Panas dan Massa, Psychrometric Chart, Swirling Flidized Bed Coal Dryer.

## I. P ENDAHULUAN
nergi listrik merupakan energi yang dibutuhkan oleh peralatan  listrik  untuk  menghasilkan  bentuk  energi yang lain. Energi listrik termasuk bentuk energi sekunder yang  dihasilkan  dari  proses  konversi  sumber  energi primer  seperti  energi  surya,  energi  angin,  panas  bumi, minyak  bumi,  gas  dan  batubara.  Salah  satu  sumber penghasil  listrik  yaitu  pembangkit  listrik  tenaga  uap (PLTU) yang bekerja dengan mengkonversi energi kimia menjadi  energi  listrik.    Pada  umumnya  PLTU menggunakan  batubara  sebagai  bakar  bakar  utama.  Hal ini  dikarenakan  batubara  tersedia  cukup  banyak  di Indonesia.
Karakteristik  pembakaran  batubara  dalam  sebuah pembangkit listrik tenaga uap dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu kualitas batubara, batasan yang ditentukan oleh desain  boiler,  posisi burner ,  konfigurasi  fisik  dan perpindahan panas dalam boiler serta kondisi operasional.  Dengan  adanya  pengaruh  tersebut  maka PLTU  mendesain  boiler  sesuai  dengan  spesifikasi tertentu.  Kurangnya  pasokan  batubara  yang  sesuai dengan  spesifikasi menyebabkan digunakannya batubara jenis  lain  yang  kualitasnya  tidak  memenuhi  spesifikasi. Hal  ini  dapat  mempengaruhi  optimalisasi  dan  efisiensi PLTU  dalam  menghasilkan  listrik.  Maka  dari  itu diperlukan  upaya  untuk  meningkatkan  kalori  pada batubara dengan proses pengeringan. Proses ini bertujuan untuk mengurangi kadar air pada batubara sehingga nilai kalorinya dapat meningkat.
Salah  satu  peneliti  yang  melakukan  eksperimen dengan  metode  pengeringan  yaitu  Edward  K  Levi  yang berjudul  “ Use  Of  Coal  Drying  To  Reduce  Water Consumed  In  Pulverized  Coal  Power  Plant ”.  Penelitian dilakukan  dengan  mengalirkan  udara  melewati  pemanas menuju  ke drying  chamber .  Hasil  yang  didapat  dari eksperimen  tersebut  diantaranya  yaitu  dari  variasi kecepatan  0,9  m/s  sampai  1,7  m/s,  kecepataan  1,7 memiliki  nilai drying  rate paling  besar  dan  dari  variasi temperatur 43°C sampai 66°C, temperatur 66°C memiliki nilai drying rate paling besar.

## II. M ETODOLOGI

## A. Metode Eksperimen
Berikut  merupakan  skema  alat  eksperimen swirling fluidized bed coal dryer ditunjukkan pada gambar 1.
E
Cara  kerja  alat  pada  gambar  1  yaitu  dengan memanaskan  air  yang  ada  didalam  tangki  menggunakan heater dan  kompor  hingga  suhu  air  mencapai  72ºC.  Air panas  dialirkan  menuju  radiator  yang  berfungsi  sebagai penukar panas dengan udara. Kemudian udara dihembuskan  ke  dalam  saluran  menuju drying  chamber menggunakan blower sentrifugal.  Terdapat  distributor blade pada drying  chamber dengan  sudut  20º  yang berfungsi  untuk  membentuk  aliran swirl .  Dengan terbentuknya aliran swirl diharapkan proses perpindahan panas dan massa terjadi secara maksimal sehingga proses pengeringan  dapat  berlangsung  lebih  cepat.  Pada penelitian  ini  akan  ditinjau  dari  sisi  udara  dan  sisi batubara  sehingga  diperlukan  beberapa  data  yaitu temperatur dry  bulb  in dan out , relative  humidity  in dan out serta berat batubara basah dan kering.
Pada eksperimen ini terdapat beberapa titik pengukuran seperti pada gambar 2 sebagai berikut.
Gambar 2 . Posisi alat ukur
Selama  proses  pengujian  tersebut  terdapat  parameter- parameter yang diukur yaitu :
1. Pitot static tube untuk mengukur tekanan udara yang nantinya  digunakan  untuk  menentukan  kecepatan inlet chamber .
2. Thermocouple 1  untuk  mengukur  temperatur dry bulb inlet chamber (Tin).
3. RH  meter  1  untuk  mengukur relative  humidity  inlet chamber (RHin).
4. Thermocouple 2  untuk  mengukut  temperatur dry bulb outlet chamber (Tout).
5. RH meter 2 untuk mengukur relative humidity outlet chamber (RHout).

## B. Prosedur Eksperimen
Eksperimen dilakukan dengan memvariasikan kecepatan  udara  pengering inlet  chamber sebesar  2  m/s, 2,5  m/s  dan  3  m/s.  Kecepatan  ini  diukur  dengan mengkalibrasi pitot  static  tube dengan  manometer  dan different presure transmitter dan DAQ data logger untuk mendapatkan  kecepatan  yang  sesuai  pada  selongsong sebelum  masuk  ke inlet  chamber .  Berat  batubara  yang digunakan  sebesar 600 gram  dan ukuran  ± 6mm dengan sudut blade 20º.  Pengaturan  kecepatan  udara  pengering dilakukan  dengan  mengatur  kecepatan  putaran  dari blower ,  dimana  putaran blower dapat  diatur  dengan voltage regulator .
Pengambilan sampel batubara dilakukan setiap 1 menit sebanyak  15  kali  dan  2  menit  sebanyak  8  kali,  dimana saat  dilakukan  pengambilan  sampel  nilai  RH  dicatat. Untuk  temperatur  akan  dicatat  secara  otomatis menggunakan  data  logger  yang  dihubungkan  ke thermocouple .  Setiap  sampel  batubara  akan  ditimbang untuk  mencari  berat  basah.  Kemudian  sampel  dioven
menggunakan  oven  electrik  selama  180  menit  dengan temperatur  105ºC  (standar  pengeringan  menurut  ASTM D5142).  Sampel  yang  sudah  dioven  selanjutnya ditimbang  untuk  mencari  berat  kering  sehingga  akan didapatkan  beberapa  data  yaitu  RH inlet ,  RH outlet , temperatur inlet , temperatur outlet , berat basah dan berat kering dari batubara.
C. Analisa Perhitungan dari Sisi Udara
Pshychrometric  chart adalah  gambaran  dari  sifat-sifat termodinamika dari udara basah dan variasi proses sistem penyegaran  udara  dan  siklus  sistem  penyegaran  udara. Analisa  dilakukan  dengan  memplotkan  data relative humidity inlet , relative  humidity  outlet ,  temperetur dry bulb  inlet dan  temperatur dry  bulb  outlet yang  didapat selama proses pengeringan.
Gambar 3. Psychrometric chart
Perhitungan  laju  alir  massa  dapat  dhitung  dengan persamaan berikut :
ṁ = 𝜌 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 . 𝑣 . 𝐴 𝑠𝑒𝑙𝑜𝑛𝑔𝑠𝑜𝑛𝑔 (1)
Massa  jenis  udara  pengering inlet dan ratio  humidity didapat dengan memplot data nilai RH inlet dan Tdb inlet dalam psychrometric chart . Luasan selongsong merupakan  luasan  penampang  dari  saluran blower ke drying  chamber .  Perhitungan  selisih ratio  humidity antara inlet dengan outlet yang  terbaca  selama  proses pengeringan dapat dihitung dengan persamaan berikut : 𝛥𝜔 = 𝜔 𝑡 −   𝜔 𝑖𝑛𝑙𝑒𝑡 (2)
Untuk  mendapatkan  nilai  massa  udara  kering  dapat menggunakan persamaan sebagai berikut [4]:
𝑚 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 =  ṁ . 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 (3)
Sehingga  dapat  dicari  jumlah  massa  uap  air  yang terserap  oleh  udara  dengan  menggunakan  persamaan berikut :
𝑚 𝑢𝑎𝑝 𝑎𝑖𝑟 =  𝛥𝜔 𝑥 𝑚 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 (4)

## D. Analisa Perhitungan dari Sisi Batubara
Perhitungan dari sisi batubara menggunakan data berat basah  dan  berat  kering  hasil  dari  eksperimen.  Data  ini digunakan  untuk  mencari moisture  content pada batubara. Perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝑀𝐶  = 𝑚 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ − 𝑚 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑚 𝑏𝑎𝑠𝑎ℎ (5)
Dari persamaan di atas , Maka drying rate yang terjadi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut [4]:
𝐷𝑟𝑦𝑖𝑛𝑔 𝑟𝑎𝑡𝑒 = 𝑀𝐶 𝑎𝑤𝑎𝑙 − 𝑀𝐶 𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 𝛥𝑡 (6)

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Pada penelitian eksperimen swirling fluidized bed coal dryer dengan  variasi  kecepatan  udara  pengering inlet chamber didapatkan  hasil  analisa  untuk  mengetahui pengaruh  kecepatan terhadap  karakteristik  pengeringan batubara.  Dari  sisi  udara  didapatkan  grafik relative humidity, temperatur outlet  dry  bulb dan  selisih ratio humidity dengan  menggunakan psychrometric  chart. Dari sisi batubara didapatkan grafik moisture content dan drying rate . Sub-bab A sampai D menjelaskan mengenai analisa  dari  sisi  udara  dan  sub-bab  E  sampai  F menjelaskan mengenaik analisa dari sisi batubara.

## A. Diagram Psychrometric Hasil Data Pengeringan
Gambar 4. Proses pengeringan pada batubara dalam grafik psychrometric chart
Pada gambar 4 terlihat proses pengeringan yang terjadi pada batubara, yang mengalami beberapa fase yaitu yang pertama  proses  pemanasan  atau  ( heating ).  Pada  fase  ini udara ambient akan  dipanaskan  pada heat  exchanger yang  tersusun  secara  seri.  Hal  ini  dimaksudkan  agar udara  yang  dihasilkan  mendapat  panas  yang  maksimal sehingga  dapat  lebih  cepat  digunakan  untuk  proses pengeringan.  Kedua  yaitu  fase cooling and humidifying , dimana  ini  terjadi  saat  batubara  dimasukkan  kedalam chamber yang  mengakibatkan  suhu  udara  mengalami penurunan karena terjadi perpindahan panas antara udara dengan batubara. Tidak hanya terjadi proses perpindahan panas,  namun  diiringi  juga  proses  perpindahan  massa. Proses  perpindahan  massa  uap  air  menuju  udara pengering.  Seiring  berjalannya  waktu  temperatur  udara dan  batubara  akan  mencapai  keseimbangan  sehingga akan  terjadi  fase  selanjutnya  yaitu heating dan humidifying . Humidifying adalah  proses  penambahan kandungan uap  air pada  udara  sehingga  terjadi kenaikan entalpi  dan ratio  humidity .  ketika  temperatur  udara semakin  naik  seiring  berjalannya  waktu,  maka  nilai  dari relative humidity akan turun.
B. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Relative  Humidity Fungsi Drying Time
Gambar 5. Grafik pengaruh kecepatan terhadap relative humidity fungsi drying time
Relative humidity adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan  jumlah  uap  air  yang  terkandung  di dalam  campuran  air-udara  dalam  fase  gas.  Trendline grafik  menunjukkan  besarnya  nilai relative  humidity pada  udara  keluar chamber dengan  variasi  kecepatan yang  digunakan  yaitu  2  m/s,  2,5  m/s  dan  3  m/s.  Nilai perubahan relative  humidity pada  kecepatan  2  m/s  dari 50,1  %  pada  menit  ke-1  menuju  24,4  %  pada  menit  ke- 31. Nilai perubahan relative humidity pada kecepatan 2,5 m/s  dari  52,7%  pada  menit  ke-1  menuju  24,3%  pada menit  ke-31.  Nilai  perubahan relative  humidity pada kecepatan 3 m/s dari 54,7% pada menit ke-1 menuju 24,6 %  pada  menit  ke-31.  Nilai relative  humidity mengalami penurunan  secara  signifikan  pada  menit-menit  awal kemudian  cenderung  konstan  pada  menit  akhir.  Nilai relative humidity untuk  setiap  variasi  kecepatan  akan cenderung  mendekati  nilai relative  humidity awal  dari udara pengering.
Dari  gambar  5  dapat  dilihat  bahwa  kecepatan  3  m/s memiliki  nilai relative  humidity terbesar  diikuti kecepatan 2,5 m/s dan 2 m/s. Nilai relative humidity pada kecepatan  3  m/s  mangalami  penurunan  terbesar  pada menit  awal  sehingga  pada  menit  ke-10  menunjukkan trenline  grafik  yang  sejajar  dengan  trendline relative humidity pada  kecepatan  2,5  m/s  dan 2  m/s.  Seharusnya pada  menit  awal-awal  nilai relative  humidity pada kecepatan  3  memiliki  nilai  penurunan  paling  tinggi sehingga  pada  suatu  waktu  laju  perpindahan  massa  dari kecepatan  yang  lebih  tinggi  akan  menjadi  lebih  kecil karena  mampu  mengeringkan  lebih  cepat.  Hal  ini  akan menyebabkan  uap  air  pada  batubara  akan  lebih  cepat habis saat menggunakan kecepatan yang lebih tinggi.

## C. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Temperatur  Udara Keluar Chamber Fungsi Drying Time
Gambar 6. Grafik pengaruh kecepatan terhadap temperatur udara keluar chamber fungsi drying time
Pada  gambar  9  dapat  dilihat  bahwa  trendline  untuk masing-masing variasi kecepatan menunjukkan penurunan  di  menit  awal  kemudian  naik  hingga  menit akhir. Pada kecepatan 3 m/s memiliki temperatur sebesar 33,4  ˚C    pada  menit  ke-1  dan  memiliki  temperatur sebesar  40,6  ˚C  pada  menit  ke-31  ,  kecepatan  2,5  m/s memiliki  temperatur sebesar 34,2˚C pada menit ke-1 dan memiliki  temperatur  sebesar  40,5  ˚C  pada  menit  ke-31, serta  kecepatan  2  m/s  memiliki  temperatur  sebesar  34,9 ˚C pada menit ke-1 dan memiliki temperatur sebesar 40,2 ˚C pada menit ke-31.
Trendline  grafik  menunjukan  penurunan  udara pengering  di  menit  awal  dan  naik  seiring  bertambahnya waktu  yang  dikarenakan  adanya  proses  perpindahan panas  antara  udara  pengering  dengan  batubara.  Pada awal  proses  pengeringan,  panas  yang  diterima  batubara cukup  besar  karena  perbedaan  antara  permukaan
10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 Rel ati ve Humidit y (%) Drying time (menit) Relative Humidity vs Drying Time 3 m/s 2,5 m/s 2 m/s 30 35 40 45 50 0 10 20 30 40 Temper at ur (° C) Drying Time (menit) Temperature outlet vs Drying time 3 m/s 2,5 m/s 2 m/s Temperat ur Inlet
batubara  dengan  udara  pengering  cukup  besar.  Setelah beberapa  waktu  temperatur  permukaan  batubara  akan bartambah  sehingga  menyebabkan  selisih  temperatur antara  udara  pengering  dan  batubara  semakin  kecil.  Hal ini  menyebabkan  proses  perpindahan  panas  yang  terjadi akan semakin kecil.

## D. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Selisih  Humidity Ratio Fungsi Drying Time
Gambar 7. Grafik pengaruh kecepatan terhadap selisih humidity ratio fungsi drying time
Pada  gambar  7  terlihat  grafik humidity  ratio fungsi drying time dengan variasi kecepatan 3 m/s, 2,5 m/s dan 2 m/s. Humidity ratio adalah massa air yang terkandung dalam setiap kilogram udara kering. Humidity ratio udara ditentukan berdasarkan 1 kg udara kering. Grafik di atas memiliki  trendline  yang  menurun  setiap  variasi kecepatan.  Pada  kecepatan  3  m/s  memiliki  penurunan paling  tinggi  dibanding  kecepatan  yang  lainnya.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  kadar  uap  air  yang  diterima  udara terus  berkurang  dari  waktu  sebelumnya.  Pada  kecepatan 3  m/s  penurunan  nilai humidity  ratio (Δω)  lebih  tinggi bila  dibandingkan  dengan  variasi  kecepatan  2,5  m/s  dan 2  m/s.  Kecepatan  3  m/s  pada  menit  ke-1  memiliki  nilai humidity ratio (Δω) sebesar 6,24 g/kg, kecepatan 2,5 m/s memiliki nilai humidity ratio (Δω)  sebesar 6,62 g/kg, dan kecepatan  2  m/s  memiliki  nilai humidity  ratio (Δω) sebesar 6,64.
Pada  menit  ke-1  sampai  menit  ke-6  terjadi  penurunan relative  humidity yang  cukup  signifikan.  Hal  ini  terjadi karena  proses  pengeringan  yang  maksimal  terjadi  pada menit  tersebut.  Kadar  air  yang  masih  tinggi  pada batubara  menyebabkan  uap  air  mudah  berpindah  ke udara.  Pada  menit  ke-23  selisih relative  humidity relatif konstan.  Hal  ini  menandakan  proses  pengeringan  hanya terjadi  sedikit  karena  kadar  air  pada  batubara  tersisa sangat sedikit sehingga uap air yang berpindah ke udara juga sangat sedikit.

## E. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Moisture  Content Fungsi Drying Time
Moisture  content merupakan  perbandingan  berat  air yang terkandung dalam suatu bahan dengan berat kering bahan  tersebut.  Untuk  menentukan moisture  content biasanya  digunakan  basis  basah.  Pada  gambar  8 menunjukkan  grafik  pengaruh  kecepatan  terhadap mositure  content fungsi drying  time .  Pada  menit  ke-0 kecepatan 3 m/s terjadi penurunan nilai moisture content dari  36,655  %  menjadi  20,712%,  kecepatan  2,5  m/s terjadi  penurunan  nilai moisture  content dari  37,023  % menjadi 20,588%, dan kecepatan 2 m/s terjadi penurunan nilai moisture content dari 35,827 % menjadi 20,712 %. Pada  kecepatan  3  m/s  memiliki  penurunan moisture content paling  cepat  hal  ini  dikarenakan  kecepatan mempengaruhi Reynolds Number , dimana semakin tinggi kecepatan  maka Reynolds  Number juga  akan  semakin besar.  Hal  ini  menyebabkan  aliran  semakin  turbulen sehingga kontak udara pengering dan batubara akan lebih sering  terjadi  yang  menyebabkan  perpindahan  massa akan  semakin  besar  yang  berarti moisture  content yang terlepas ke udara juga akan semakin banyak.
F. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Drying Rate  Fungsi Drying Time
Gambar 9. Grafik pengaruh kecepatan terhadap drying rate fungsi drying time
Pada gambar 9 menunjukkan grafik drying time fungsi waktu dengan variasi kecepatan 3 m/s, 2,5 m/s dan 2 m/s. Trendline  pada  ketiga  grafik  tersebut  menunjukan penurunan  nilai drying  rate yang  signifikan  pada  menit ke-1  hingga  menit  ke-8.  Pada  kecepatan  3  m/s  memiliki nilai drying  rate sebesar  3,1182  % per  menit,  kecepatan 2,5  m/s  memiliki  nilai drying  rate sebesar  2,638  %  per menit,  dan  kecepatan  2  m/s  memiliki  nilai drying  rate sebesar  1,9806  %  per  menit.  Setelah  menit  ke-8 penurunan  sudah  tidak  lagi  signifikan  dan  setelah  menit ke-17 besar drying rate menunjukan nilai yang konstan. Nilai drying rate terbesar terjadi pada kecepatan 3 m/s. Moisture  content akan  cepat  berkurang  pada  menit  awal yaitu  sampai  menit  ke-8  kemudian  menunjukkan  nilai yang  konstan  setelah  menit  ke-17.  Nilai  yang  konstan pada drying  rate dikarenakan moisture  content yang tersisa  pada  batubara  hanya  sedikit  sehingga  massa  uap air  yang  berpindah  ke  udara  juga  akan  semakin  sedikit. Dari  grafik drying  rate ini  digunakan  untuk  mengetahui besarnya moisture  content yang  dilepas  batubara  ke udara tiap satuan waktu.
0.0000 2.0000 4.0000 6.0000 8.0000 0 20 40 Δω (g/k g) Drying Time (menit) Δω vs Drying Time 3 m/s 2,5 m/s 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000 0 10 20 30 40 Moi st ure
C on te nt (%) Drying Time (menit) Moisture Content vs Drying Time 3 2, 5 0.0000 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 0 20 40 Dry ing Rat e (% per me ni t) Drying Time (menit) Drying Rate vs Drying Time 3 m/s 2,5 m/s
G. Pengaruh  Kecepatan  Terhadap  Perbandingan  Uap Air yang Dilepas Batubara dan Diserap Udara
Gambar 10. Grafik perbandingan massa uap air yang dilepas batubara dan diserap udara fungsi drying time pada kecepatan 2 m/s
Gambar 11. Grafik perbandingan massa uap air yang dilepas batubara dan diserap udara fungsi drying time pada kecepatan 2,5 m/s
Gambar 12. Grafik perbandingan massa uap air yang dilepas batubara dan diserap udara fungsi drying time pada kecepatan 3 m/s
Pada grafik dapat dilihat bahwa besarnya uap air yang dilepas oleh batubara memiliki trendline menurun. Selain itu  besarnya  uap  air  yang  diterima  oleh  udara  memiliki trendline menurun pula. Hal ini menandakan bahwa telah terjadi  proses  perpindahan  massa  dari  batubara  menuju udara pengering. Pada menit pertama pengeringan hingga menit  kelimabelas,  penurunan  uap  air  yang  dilepas batubara cukup signifikan. Namun pada menit selanjutnya massa uap air yang dilepas cenderung kontan dan jumlahnya kecil. Ini menandakan bahwa jumlah uap air  yang  tersisa  dibatubara  sudah  menipis  dan  hanya menyisakan  di  bagian  dalam  atau  pori  sehingga  lebih sulit untuk keluar. Pada menit awal, perbandingan jumlah uap  air  yang  dilepas  batubara  dan  diterima  udara kecepatan  3  m/s  lebih  banyak  jika  dibangkan  kecepatan 2,5 m/s dan 2 m/s.
Secara  teori  besarnya  uap  air  yang  dilepas  batubara dan  diserap  udara  adalah  sama,  namun  terjadi ketidaksamaan antara uap air yang dilepas oleh batubara dan diterima oleh  udara dapat disebabkan  oleh  beberapa hal.  Bila  dilihat  dari  sisi  uap  air  yang  dilepas  oleh batubara,  ketidaksamaan  ini  bisa  disebabkan  oleh ketidakseragaman moisture  content awal  yang  dimiliki
oleh  tiap partikel batubara. Selain  itu  faktor bentuk  juga memungkinkan  perbedaan  ini.  Bentuk  batubara  yang tidak  seragam  juga  mempengaruhi  jumlah  uap  air  yang dilepas  oleh  batubara.  Bila  dilihat  dari  sisi  udara pengering,  ketidaksamaan  dapat  diakibatkan  kesalahan pembacaan alat ukur.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  eksperimen  yang  telah  dilakukan  dalam menguji  alat swirling  fluidized  bed  coal  dryer dengan variasi kecepatan inlet udara pengering dapat disimpulkan:
1. Kecepatan  3  m/s  memiliki  nilai  penurunan relative humidity paling  tinggi  yaitu  dari  54,7  %  pada  menit ke-1  menuju  24,6  %  pada  menit  ke-31.  Penurunan relative  humidity dikarenakan  massa  uap  air  yang berpindah  ke  udara  dari  batubara  semakin  banyak pada  kecepatan  3  m/s  jika  dibandingkan  dengan kecepatan 2,5 m/s dan 2 m/s.
2. Kecepatan 3 m/s memiliki selisih kenaikan temperatur  paling  tinggi,  yaitu  dari  temperatur  33,4 ˚C pada menit ke-1 menuju temperatur 40,6 ˚C pada menit  ke-31.  Selisih  paling  tinggi  ini  dikarenakan pada kecepatan 3 m/s moisture content pada batubara lebih cepat menguap sehingga temperatur outlet akan hampir sama dengan temperatur inlet . 3. Kecepatan  3  m/s  memiliki  nilai  penurunan humidity ratio paling  besar  dibanding  dengan  kecepatan  2,5 m/s dan kecepatan 2 m/s.
4. Kecepatan  3  m/s  dapat  mengurangi moisture  content batubara  awal  sebesar  36,655  %  menjadi  20,712  %. Kecepatan  2,5  m/s  dapat  mengurangi moisture content batubara  awal  sebesar  37,023  %  menjadi 20,558  %.  Kecepatan  2  m/s  dapat  mengurangi moisture  content batubara  awal  sebesar  35,827  % menjadi 20,712 %.
5. Kecepatan  3  m/s  memiliki  nilai drying  rate sebesar 3,1182 % per menit. Kecepatan 2,5 m/s memiliki nilai drying  rate sebesar  2,638  %  per  menit.  Kecepatan  2 m/s  memilki  nilai drying  rate sebesar  1,9806  %  per menit.
6. Koefisien perpindahan panas paling besar terjadi pada kecepatan  3  m/s  dengan  nilai  86,1744  W/m 2 .K. Kecepatan  2,5  m/s  memiliki  koefisien  perpindahan panas  sebesar  79,5205  W/m 2 .K.  Kecepatan  2  m/s memiliki  koefisien  perpindahan  panas  sebesar 71,4939 W/m 2 .K.
7. Koefisien  perpindahan  massa  paling  besar  terjadi pada  kecepatan  3  m/s  dengan  nilai  0,078264  m/s. Kecepatan 2,5  m/s memiliki  nilai  koefisien perpindahan  massa  sebesar  0,072052  m/s.  Kecepatan 2  m/s  memiliki  nilai  koefsien  perpindahan  massa sebesar 0,065203 m/s.

## V. U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Prof.  Dr. Eng.  Ir.  Prabowo,  M.Eng,  selaku  dosen  pembimbing yang  telah  banyak  memberi  masukan  dan  bimbingan selama  proses  pengerjaan  tugas  akhir  ini.  Dan  juga penulis  berterima  kasih  pula  kepada  Prof.  Dr.  Ir. Djatmiko  Ichsani,  M.Eng.,  Ary  Bachtiar  K.  P.,  ST.  MT. PhD., Dr. Bambang Sudarmanta, ST, MT.,  selaku dosen penguji  tugas  akhir,  atas  masukan  dan  saran  terhadap tugas akhir ini.
0.0000 5.0000 10.0000 15.0000 0 20 40 Ma ssa u ap ai r (gr ) Drying time (menit) Massa uap air yang dilepas batubara dan diterima udara kecepatan 2 m/s M. Uap air dilepas
batubara
M. Uap air diterima udara 0.0000 5.0000 10.0000 15.0000 20.0000 0 20 40 Ma ssa u ap ai r (gr ) Drying Time (menit) Massa uap air yang dilepas batubara dan diterima udara kecepatan 2,5 m/s M. Uap air dilepas batubara M. Uap air diterima udara 0.0000 5.0000 10.0000 15.0000 20.0000 25.0000 0 20 40 Ma ssa u ap ai r (gr ) Drying Time (menit) Massa uap air yang dilepas dan diterima batubara kecepatan 3 m/s M. uap air dilepas batubara M. Uap air diterima udara

## D AFTAR P USTAKA
[1] http://www.akhman.net/fungsi-dan-prinsip-kerja-pltu/.
[2] Wahyu.  Analisis  Pola  Pengoperasian  mill  pulverizer  di  PLTU  I Jawa  Tengah  Rembang.  2013.  Teknik  Mesin.  Universitas Diponegoro. Semarang, Indonesia.
[3] Levy, Edward K., Sarunac, Bilirgen & Caram. 2006. Use of Coal Drying  To  Reduce      Water  Consumed  in  Pulverized  Coal  Power Plants.  Energy  Research  Center  Lehigh  University.  Bethlehem. Moran  MJ,  Shapiro  HN.  Fundamentals  of  Engineering Thermodynamics. John Wiley & Sons Inc.; 2006.
[4] Hyun-Seok Kim, Yohsuke Matsushita, Motohira Oomori, Tatsuro Harada,  Jin  Miyawaki,  Seong-Ho  Yoon  &  Isao  Mochida.  2013. Fluidized Bed Drying of Loy Yang Brown Coal with Variation of Temperature,  Relative  Humidity,  Fluidization  Velocity  and Formulation of its Drying Rate. Kyushu University. Japan.
[5] Incropera, Frank, DeWitt. 2007. Fundamentals of Heat and Mass Transfer 6 th Edition. John Wiley & Sons Inc. New York.
[6] Stoecker,  Wilbert,  Jones.  1982.  Refrigeration  and  Air Conditioning, 2 nd Edition. McGraw-Hill Inc. Urbana-Champaign.