## Performa Tungku Hibrid Energi Surya dan Gas untuk Alat Pengering Kabinet dengan Sistem Cerdas
Performance of Solar and Gas Hybrid Furnace for Cabinet Dryer with Intelligent System
Abdul Waris 1 , Mursalim 1 , Anugerah Fitri Amalia 2*
1 Agricultural Engineering Program, Hasanuddin University, Makassar, Indonesia.
2 Research Center for Sustainable Production System and Life Cycle Assessment, BRIN, Serpong, Indonesia. Email*): anug006@brin.go.id
Received: 29 December 2023
Revised: 1 March 2024 Accepted: 11 March 2024 Published: 27 March 2024 DOI: 10.29303/jrpb.v12i1.616 ISSN 2301-8119, e-ISSN
2443-1354
Available at http://jrpb.unram.ac.id/
Abstract: This study aims to evaluate the performance of a cabinet dryer that uses hybrid solar energy and LPG. Renewable energy is essential for agricultural drying. This hybrid system dryer uses fuzzy logic and expert system technology to optimize the amount of energy used. The test methods include tests of solar collectors, air and gas valves, and drying and energy consumption using 10 kg of fresh sago. The results show that hybrid and non-hybrid (gas only) fulfill sago's temperature and moisture content requirements for drying. With the integration of fuzzy logic and expert system technology, the machine can optimize solar and gas energy efficiency, resulting in 53% out of 100% savings compared to non-hybrid. In addition to energy savings,  the  operating  cost  of  the  hybrid  system  is  cheaper  than  non-hybrid.  In conclusion,  applying  a  solar-LPG  hybrid  system  in  a  cabinet-type  dryer  can optimize performance and reduce energy consumption and operating costs.
Keywords: drying machine; fuzzy-expert; hybrid furnace; solar-gas
Abstrak: Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengevaluasi  kinerja  alat pengering  kabinet  yang  menggunakan  hibrid  energi  surya  dan  LPG.  Energi terbarukan sangat penting untuk pengeringan pertanian. Mesin pengering sistem hibrid  ini  menggunakan  teknologi  fuzzy  logic  dan  expert  system  untuk mengoptimalkan jumlah energi yang digunakan. Metode pengujian meliputi: uji kolektor  surya,  katup  udara  dan  gas,  serta  pengeringan  dan  konsumsi  energi dengan menggunakan 10 kg sagu segar. Hasilnya menunjukkan bahwa hibrid dan non-hibrid  (gas  saja)  memenuhi  persyaratan  suhu  dan  kadar  air  sagu  untuk pengeringan. Dengan integrasi teknologi fuzzy logic dan expert system, mesin ini dapat  mengoptimalkan  penggunaan  energi  surya  dan  gas  secara  efisien,  dapat terlihat  hasilnya  53%  dari  100%  lebih  hemat  dibanding  non-hibrid.    Selain penghematan  energi,  biaya  pengoperasian  sistem  hibrid  lebih  murah  dari  non- hibrid.  Kesimpulan, penerapan sistem hibrid surya-LPG pada alat pengering tipe kabinet  dapat  mengoptimalkan  kinerja  dan  mengurangi  konsumsi  energi  serta biaya operasional.
Kata kunci: fuzzy-expert ; mesin pengering; surya-gas; tungku hybrid

## PENDAHULUAN

## Latar Belakang
Menghadapi  tantangan  dalam  pengelolaan  sumber  daya  energi,  pengambilan keputusan mengenai pemanfaatan optimal energi terbarukan menjadi kunci untuk menjamin ketersediaan energi yang berkelanjutan di suatu wilayah (Wang et al., 2009). Beragam upaya telah  dilakukan  guna  meningkatkan  keberlanjutan  dan  pemanfaatan  energi,  contohnya pengembangan model Sistem Energi Terbarukan Terintegrasi (IRES) (Woldeyohannes et al., 2016).  Model  IRES  merupakan  metode  efisien  untuk  mengelola  sumber  daya  energi terbarukan, dengan fokus pada optimalisasi pemanfaatan energi dari sinar matahari, angin, dan biomassa (Fuso Nerini et al., 2014).
Selain  IRES,  pendekatan  alternatif  lain  untuk  mengoptimalkan  pemanfaatan  energi yakni  menerapkan  prinsip  sistem  energi  hibrid.  Dalam  sistem  hibrid,  sumber  energi terbarukan dipadukan dengan sumber konvensional guna memenuhi permintaan (Gupta et al.,  2008).  Sistem  ini  melibatkan  enam  proses  utama:  pengelompokan  wilayah,  penentuan kebutuhan  energi,  penilaian  ketersediaan  pasokan,  perkiraan  biaya  per  unit,  penetapan kapasitas dan optimasi, serta perumusan model.
Pengembangan sumber energi dianggap sebagai solusi menjawab tantangan di bidang energi  dan  lingkungan  di  sejumlah  negara,  misalnya  pada  mesin  pengering  pertanian. Pengeringan hasil pertanian merupakan salah satu tahap penting proses pascapanen. Tujuan utamanya  antara  lain  memudahkan  penanganan,  transportasi  dan  distribusi,  mengurangi kebutuhan  ruang  penyimpanan, mempertahankan daya  kecambah  benih,  memperpanjang masa  simpan,  memungkinkan  perencanaan  waktu  panen  yang  tepat,  dan  meningkatkan keuntungan  petani.  Pengeringan  dengan  sinar  matahari  digunakan  untuk  memanfaatkan intensitas  maksimum  radiasi  matahari  dan  kelembaban  udara  pengeringan  yang  relatif mudah  diperoleh  (Bala  &  Mondol,  2001).  Namun,  kelemahan  utamanya  adalah  energi matahari di luar ruangan tidak dapat dikontrol, sehingga proses pengeringan tidak optimal (Okoroigwe et al., 2013). Pengeringan hasil pertanian membutuhkan konsumsi energi yang intensif.
Mesin pengering digunakan untuk menurunkan kadar air suatu produk dari 70-96% menjadi 8-14% (Tika, 2022). Terdapat beragam teknologi pengeringan seperti flatbed dryer, re- circulating batch dryer, continuous flow dryer , dan in-store drying (Saputra et al., 2021). Tungku menjadi  elemen  penting  dalam mesin  pengering karena  berfungsi  memasok  energi  panas. Mesin  pengering  hasil  pertanian  membutuhkan  energi  yang  signifikan  (Udomkun  et  al., 2020).  Ketergantungan  pada  bahan  bakar  fosil  berdampak  pada  biaya  dan  lingkungan (Nwakuba et al., 2016).
Dalam  menghadapi  tantangan  tersebut,  banyak  masyarakat  telah  beralih  ke penggunaan alat pengering yang menggunakan energi surya. Namun, pemanfaatan energi surya belum optimal karena terbatas oleh faktor cuaca, ketersediaan energi surya yang tidak kontinu,  dan  hanya  efektif  selama  sekitar  5  jam  per  hari.  Untuk  mengatasi  hal  ini, pemanfaatan energi surya dapat dioptimalkan dengan menerapkan teknologi hibrid. Salah satu  teknik  yang  menjanjikan  adalah  gabungan  antara sistem  thermal  energy  storage (TES) dengan  pengering  surya,  yang  memungkinkan  penyimpanan  energi  panas  sinar  matahari selama periode terang dan kemudian dapat digunakan saat sinar matahari tidak tersedia (Bal et al., 2011; Lakshmi et al., 2018).
Penggunaan  sistem  TES,  khususnya sensible  heat  storage (SHS),  menjadi  pilihan  yang menarik  (Nallusamy  et  al.,  2007).  Teknologi  ini  memungkinkan  energi  panas  disimpan sebagai panas sensibel, laten, dan termo-kimia dengan mengubah energi internal bahan cair atau padat. SHS relatif murah dan cocok untuk pengeringan surya karena dapat bekerja pada suhu rendah (25-90°C) (Alva et al., 2018). Berbagai bahan SHS seperti minyak termal, lapisan
batu, beton, batu bata, kerikil, pasir, dan kerikil telah diintegrasikan dengan pengering surya untuk mengeringkan berbagai produk pertanian (Alva et al., 2017).
Dari berbagai bahan SHS yang tersedia, zat cair tampaknya menjadi pilihan yang paling menjanjikan  karena  memiliki  kapasitas  panas  spesifik  yang  tinggi,  tidak  beracun,  biaya rendah,  dan  mudah  tersedia  (Kant  et  al.,  2016).  Penggunaan  zat  cair  sebagai  fluida perpindahan  panas  dan  bahan  penyimpan  energi  panas  dalam  sistem  aktif  memiliki keuntungan yang signifikan dalam meningkatkan efisiensi pengeringan (Murali et al., 2020).
Meskipun demikian, alat pengering tungku gas LPG hibrid dengan energi surya telah dikembangkan  untuk  alat  pengering  dengan  menggunakan  sistem  cerdas  ( fuzzy  logic dan expert system ). Fuzzy logic dan expert system adalah dua konsep yang berkaitan dalam dunia pemrograman  dan  sistem  intelijen. Expert  system adalah  sistem  komputer  yang menggabungkan ilmu dan keterampilan manusia untuk memecahkan masalah dan fuzzy logic adalah  sistem  pemrograman  yang  menggambarkan  kemungkinan,  kekurangan,  dan kekerasan  (El-shal  et  al.,  2000).  Namun  belum  ada  penilaian  yang  dilakukan  terhadap kinerjanya jika diterapkan pada alat pengering tipe kabinet. Oleh karena itu, perlu dilakukan serangkaian pengujian untuk mengevaluasi kinerja tungku tersebut pada alat pengering tipe kabinet, dengan  menggunakan  sagu  segar  sebagai  objek  pengeringan.  Ini akan membantu dalam  menentukan  keefektifan  dan  potensi  penggunaan  tungku  gas  LPG  hibrid  dalam konteks pengeringan tipe kabinet yang lebih luas.

## Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kinerja alat pengering tipe kabinet dengan menggunakan sistem hibrid energi surya dan LPG. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi  informasi  dalam  pengembangan  mesin  pengering  yang  memanfaatkan  energi terbarukan.

## METODE PENELITIAN

## Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu: mesin las listrik dan argon, alat pelipat dan pemotong plat, alat perbengkelan, ayakan, baskom, thermometer, anemometer, jangka sorong dan timbangan digital, buret, gelas ukur, lap basah pengaduk/sendok, oven, cawan, tanur listrik, desikator, Erlenmeyer, colorimeter, neraca analitik, spektrofotometrik, laptop, kWh meter, software  Arduino IDE dan Matlab.
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  sagu,  plat  stainless  steel  304,  plat aluminium,  paket  sistem  kontrol,  blower,  burner  gas  berdaya  400-6500  watt,  tabung  gas berkapasitas 3 kg, kolektor surya berukuran 184x93x12cm, dan lain-lain.

## Metode Diagram Alir Rancangan Penelitian
Gambar 1. Diagram alir metodologi penelitian

## Skenario Rancangan Penelitian
a. Mesin Pengering dengan sistem Hibrid surya dengan LPG
Gambar 2. Mesin pengering dengan sistem hibrid LPG dengan surya
Tungku LPG Katup Sensor Mikrokontroler Fuzzy Logic dan Expert Ruang Pengering Blower SP sensor Kolektor Surya
b. Mesin Pengering dengan Sistem Tenaga LPG
Gambar 3. Mesin pengering dengan sistem tenaga LPG

## c. Mesin Pengering dengan Sistem Tenaga Surya
Gambar 4. Mesin Pengering dengan sistem tenaga surya

## Konsep Tungku Hibrid
Model sistem hibrid seperti Gambar 1. Pada uji digunakan alat pengering tipe rak yang terdiri dari 20 talam atau kapasitas 20 kg sagu basah.
Gambar 5. Model sistem hibrid energi surya dengan LPG untuk pengeringan
Tungku LPG Sensor Mikrokontroler
Fuzzy Logic dan Expert
Ruang Pengering Blower SP Katup sensor Mikrokontroler Expert Ruang Pengering Blower SP Kolektor Surya
Prisip  kerja  sistem  hibrid  yaitu  saat  tungku  LPG  dihidupkan  sistem  fuzzy  logic memprediksi daya pemanas yang diperlukan oleh ruang pengering (P1) dan expert system memprediksi  daya  termal  yang  dihasilkan  kolektor  surya  (P1).  Selisih  antara  daya  hasil prediksi tersebut adalah sinyal kontrol bagi kontrol expert untuk mengendalikan katup gas burner. Dengan cara demikian tungku dapat membakar gas secara bervarisi dari 400 – 6.500J/s tergantung pada hasil prediksi. Selain itu, kontrol expert juga mengendalikan besar bukaan katup  udara  yaitu  bila  suhu  di  kolektor  rendah,  maka  bukaan  katup  udara  dari  kolektor diperkecil secara otomatis dan bukaan katup udara dari burner diperbesar secara otomatis dengan demikian kebutuhan oksigen pembakaran saat burner membakar LPG pada laju yang tinggi terpenuhi.

## Metode Uji
Pengujian tungku dikelompokan menjadi:
1. Uji kolektor surya,
2. Uji katup udara dan gas,
3. Uji pengeringan dan konsumsi energi.
4. Biaya pengeringan.
Pada  uji  pengeringan,  mesin  dijalankan  pada  tiga  cara,  yaitu  (1)  mesin  dijalankan dengan  menggunakan  energi  hibrid  surya  dan  gas,  (2)  mesin  dijalankan  dengan menggunakan energi gas saja, dan (3) mesin dijalankan dengan menggunakan energi surya saja.  Semua  skenario  menggunakan  sagu  basah  masing-masing  seberat  10kg,  suhu  udara pengering ( setting point ), kecil dari suhu gelatinisasi pati sagu (Ehara & Toyoda, 2018), yaitu Sp=60 o C, dan dihentikan setelah mencapai kadai air 10-12% (Widaningrum et al., 2005).

## Sinyal pengendali katup gas burner
𝑢 = 𝑃2 − 𝑃1 .........................................................................................................  (1)
Dimana:
u   = sinyal kontrol bagi kontrol expert untuk mengendalikan katup gas burner (J/s) P1  = daya pemanas yang diperlukan oleh ruang pengering (J/s) P2  = daya termal yang dihasilkan kolektor (J/s)

## Kadar Air Hasil Pengeringan
Perubahan  kadar  air  terhadap  waktu  dihitung  berdasarkan  kadar  air  basis  basah  (%bb) menggunakan persamaan (2) sebagai berikut (Rawung et al., 2021):

## 𝑚 =
𝑊𝑚
𝑊𝑚+𝑊𝑑 × 100% .........................................................................................  (2)
Dimana: m   = kadar air basis basah (%) Wm  = berat air dalam bahan (gr) Wd   = berat bahan kering mutlak (gr)

## Efesiensi Termal
Efisiensi  termal  adalah  ukuran  efisiensi  termal  tungku,  yang  didefinisikan  sebagai perbandingan energi yang diberikan oleh tungku (energi input) dengan panas yang diserap atau dimanfaatkan (energi output) (Osintsev et al., 2023):
𝜂 𝑚 ́ = 𝑄 3 𝑄 1 +𝑄 2 +𝑄 4 × 100% .........................................................................................  (3)
𝜂 𝑚 = 𝑄 5 𝑄 3 × 100% ...................................................................................................  (4)
Dimana: ή m = efesiensi tungku (%) η m = efesiensi termal (%) Q 1 = energi masuk yang berasal dari kolektor (J/s) Q 2 = energi yang digunakan ulang (J/s) Q 3 = energi yang keluar dari tungku (J/s) Q 4 = energi yang masuk (J/s) Q 5 = energi yang dibutuhkan untuk pengeringan (J/s)

## Laju Energi Masuk yang Berasal dari Kolektor (kJ/s)
Q1 =  V1 ∗ A1 ∗ ρ1 ∗ Cp1 ∗ (T1 − Ta) ..................................................................  (5)
Dimana, V1 = kecepatan udara dari kolektor (m/s) A1 = luas penampang saluran udara (m 2 ) ρ 1 = berat spesifik udara dari kolektor  (kg/m 3 ) Cp1= Panas spesifik udara dari kolektor (kJ/kg o C) T1 = suhu udara kolektor rata-rata ( o C) Ta =  suhu udara lingkungan rata-rata ( o C)

## Laju Energi yang digunakan Ulang (kJ/s)
Q2  = V2 ∗ A2 ∗ ρ2 ∗ Cp2 ∗ (T2 − Ta) ..................................................................  (6)
Dimana, V2 = kecepatan udara dari sistem pembuangan (m/s) A2 = luas penampang saluran udara (m 2 ) Ρ 2 = berat spesifik udara dari kolektor  (kg/m 3 ) Cp2= Panas spesifik udara dari kolektor (kJ/kg o C) T2 = suhu udara kolektor rata-rata ( o C) Ta =  suhu udara lingkungan rata-rata ( o C)
Energi Pembakaran LPG (Hadji et al., 2022)
Q 3 = W g × Nkb/t ..................................................................................................  (7)
Dimana: Q3   = laju energi hasil pembakaran (kJ/s) Wg  = berat LPG yang digunakan (kg/s) Nkb  = nilai kalor bawah LPG (kJ/kg) t  = lama tungku LPG beroperasi (s)
Energi untuk Menguapkan Air Bahan (Asiah & Djaeni, 2021)
Q 3 = W a × H fg 𝑡 ...................................................................................................... (8)
Dimana: Q1    = laju energi untuk pengeringan (kJ/s) Wa  = berat air yang diuapkan (kgH2O) Hfg = panas laten penguapan air pada suhu jenuh (kJ/kgH2O) t  = lama pengeringan (s)

## HASIL DAN PEMBAHASAN Kolektor Surya
Saat blower tungku  dihidupkan  dan  suhu  udara  keluar  kolektor  diamati,  hasil  dapat dilihat pada Gambar 6 berikut:
Gambar 6. Iradiasi surya dan suhu udara yang dihasilkan kolektor
Dapat  dilihat  pada  Gambar  6  bahwa  iradiasi  surya  yang  diterima  kolektor  mampu menaikkan suhu udara kolektor, yaitu antara jam 10.00 sampai jam 13.00, suhu kolektor naik 55-76 o C; kemudian suhu antara jam 13.00 sampai 17.00 suhu kolektor turun perlahan dari 76-37 o C. Hal ini menunjukkan bahwa kolektor surya mampu mengkonversi energi surya ke energi  termal  untuk  tujuan  pengeringan.  Namun  demikian,  suhu  udara  yang  dihasikan kolektor  cukup  bervariasi  atau  tidak  stabil,  suhu  udara  sangat  tergantung  pada intensitas radiasi  surya.    Dengan  mempertahankan  lapisan  udara  panas  di  atas  plat  kolektor  dan mengurangi kehilangan panas radiasi kembali, radiasi surya dapat mengurangi konduksi dan konveksi panas yang hilang. Ketika panas yang hilang dari plat kolektor surya berkurang, kolektor menjadi lebih efisien (Erlina & Tazi, 2009).

## Katup udara dan gas
Berdasarkan hasil uji katup kolektor maka didapatkan hasil uji sebagai berikut:
Tabel 1. Suhu udara kolektor, sudut bukaan katup, dan kecepatan udara
Pemograman Sistem Kontrol Hasil pengamatan Suhu Udara kolektor ( o C) Bukaan katup udara (deg) Suhu Udara kolektor ( o C) Bukaan katup udara (deg) Bukaan katup gas (deg) <=37 0 30-38 0 90 38-49 30 39-50 30 60 50-60 60 51-61 60 30 >60 90 >61 90 0
Hasil  uji  (Tabel  1)  menunjukkan  bahwa  bukaan  katup  udara  dan  gas  sudah  sesuai program yang dibuat yaitu tergantung suhu udara. Dampak dari program tersebut adalah uji katup dilakukan untuk mengetahui apakah daya terpasang (energi gas) pada tungku hasil perhitungan  dapat  meningkatkan  suhu  pada  ruang  pengering  dengan  cepat  (kriteria ditetapkan 10 menit). Berdasarkan hasil uji katub kolektor dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 7. Suhu udara yang dihasilkan tungku pada laju pembakaran gas 6500J/s
Dapat dilihat pada Gambar 7 bahwa daya terpasang maksimum pada tungku (6500J/s) mampu menaikkan suhu dari 34 sampai 65 o C cukup cepat yaitu 320 detik (5,3 menit) atau laju kenaikan suhu 0.0958 o C/s (5,75 o C/menit).  Hal ini menunjukan bahwa gain tungku untuk mesin pengering cukup besar atau daya gas terpasang pada tungku dapat mendukung proses pengeringan hasil pertanian dengan kinerja yang baik.

## Pengeringan dan konsumsi energi
Parameter yang diamati selama proses pengeringan adalah a) suhu udara pengering, b) kadar air sagu, dan c) konsumsi energi. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Gambar 8, 9 dan 10.

## Suhu udara pengering
Hasil pengamatan respon transien dan keadaan tunak suhu udara pengering pada satu jam  proses  pengeringan  sagu  dapat  dilihat  pada  Gambar  8.  Pada  gambar  terlihat  bahwa waktu menetap ( settling time ) suhu pada cara 1 dan 2 adalah sama yaitu 5 dan 3 menit. Namun pada cara 1 tidak terjadi overshoot dan cara 2 terjadi overshoot 1 o C selama 9 dan 10 menit.
Gambar 8. Suhu udara pengering pada berbagai sumber energi tungku
Pada Gambar 8 juga dapat dilihat bahwa respon keadaan tunak cara 1 dan 2 pada umumnya sudah sesuai kriteria yaitu suhu udara pengering cukup stabil dan hanya beberapa kali terjadi error steady state sebesar 1 o C (Ogata, 1997). Proses pemanasan dalam tungku atau pemanas  ulang  merupakan  proses  yang  sangat  intensif  energi  dengan  banyak  parameter operasi  yang  dapat  dioptimalkan  sehingga  dapat  menggunakan  model  kondisi  tunak (Ahmed  et  al.,  2019).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  suhu  udara  pengering  saat  tungku menggunakan energi gas saja secara umum sama ketika tungku menggunakan energi hibrid surya dengan gas.  Hal tersebut disebabkan oleh sistem kontrol cerdas dapat mengendalikan laju  pembakaran  gas  sama  baiknya.  Akan  tetapi  jika  dilihat  cara  3,  dimana  suhu  udara pengering tidak mencapai set point 60 o C dan suhu tidak stabil. Hal ini menunjukkan bahwa energi  surya  yang  berasal  dari  kolektor tidak dapat  mendukung kinerja  mesin  yang  baik, energi surya hanya baik digunakan jika dihybrid dengan energi gas.

## Kadar air sagu
Gambar 9. Kadar air tepung sagu pada berbagai sumber energi tungku
Hasil pengamatan kadar air sagu dapat dilihat pada Gambar 9. Terlihat pada Gambar 9 bahwa lama proses pengeringan sampai kadar air sekitar 11% dengan tungku berenergi gas saja  (non-hibrid)  dan  tungku  berenergi  surya  dengan  gas  (hybrid)  adalah  sama  yaitu  300 menit (5 jam), hal ini disebabkan oleh waktu menetap dan kestabilan suhu keduanya hampir sama (dapat dilihat Gambar 8).  Lain halnya dengan pengujian dengan menggunakan energi surya saja, proses pengeringan membutuhkan waktu 600 menit (10 jam) atau 2 hari, hal ini disebabkan oleh energi surya yang dihasilkan kolektor tidak cukup untuk mengeringkan 10 kg sagu, walaupun, saat uji dilakukan rata-rata radisi surya cukup tinggi yaitu 750Watt/m 2 atau puncak musim kemarau. Ini berarti bahwa jika pengeringan dilakukan dengan energi surya saja pada musim tidak menentu, maka lama pengeringan akan lebih dari 2 hari. Proses pengeringan yang terjadi selama setiap perlakuan memengaruhi sebagian besar perbedaan kadar air yang terjadi. Kadar air awal bahan baku juga dapat memengaruhi kadar air produk (Ehara & Toyoda, 2018). Ketebalan bahan yang dikeringkan dan lamanya proses pengeringan juga memengaruhi hasil yang diperoleh dari bahan yang dikeringkan (Dinda Mar’atuzzahwa et al., 2023).

## Konsumsi energi
Pengukuran laju konsumsi gas dilakukan pada saat pengoperasian tungku secara non- hibrid  dan  hibrid.  Hasil  pengamatan  pengoperasian  secara  non-hibrid  dapat  dilihat  pada Gambar 10 berikut, pada gambar diketahui bahwa laju pembakaran gas menurun berangsur- angsur  dengan  naiknya  suhu  udara  pengering  dan  konstan  di  1,8kJ/s  saat  suhu  udara pengering  stabil  di  suhu  60 o C.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  sistem  kontrol  cerdas  pada tungku telah berfungsi dengan sangat baik dalam memprediksi dan membakar gas dengan tepat.
Gambar 10. Laju konsumsi energi gas saat menerapkan sistem non-hibrid
Kandungan  air  dalam  bahan  yang  dikeringkan  menentukan  konsumsi  energi  dan proses pengeringan (Soysal et al., 2009). Peningkatan daya tidak mempengaruhi perubahan konsumsi energi. Penggunaan daya yang tinggi menyebabkan penguapan air bahan menjadi tinggi,  sehingga  nilai  konsumsi  energi  relatif  sama  setiap  perlakuan  (Song  et  al.,  2016). Berdasarkan hasil pengukuran berat gas sebelum dan sesudah pengeringan diketahui bahwa proses  pengeringan  10kg  sagu  mengkonsumsi  0,68kg  gas  atau  besar  laju  penggunaan  gas adalah 0,124 kg/jam. Berdasarkan hasil perhitungan energi yang digunakan dan dihasilkan tungku  selama  proses  pengeringan  sagu  dapat  diketahui  bahwa  efisiensi  termal  tungku mencapai 83%.
Hasil pengamatan pengoperasian tungku secara hibrid dapat dilihat pada Gambar 11 berikut,  Nampak  pada  gambar  bahwa  laju  pembakaran  gas  menurun  berangsur-angsur dengan naiknya suhu dan selanjutnya laju konstan di 0,4kJ/s saat suhu udara pengering stabil di suhu 60 o C. Hal ini menunjukkan bahwa sistem kontrol cerdas pada tungku telah berfungsi dengan sangat baik dalam memprediksi energi yang dibutuhkan dalam ruang pengering dan energi yang dihasilkan kolektor dan selanjutnya membakar gas dengan tepat.
Gambar 11. Laju konsumsi energi gas saat menerapkan sistem hybrid
Dari  hasil  pengukuran  berat  gas  sebelum  dan  sesudah  pengeringan  5  jam  diketahui bahwa proses pengeringan sagu hanya membutuhkan 0,32kg gas atau besar laju penggunaan gas  adalah  0,064kg/jam.  Jika  dibandingkan  dengan  mesin  pengering  berjalan  non-hibrid dengan  hibrid,  maka  diketahui  bahwa  metode  hibrid  dapat  menghemat  penggunaan  gas sebesar 53%.

## Biaya pengeringan
Biaya pengeringan dihitung hanya berdasarkan biaya listrik dan gas yang digunakan dalam proses pengeringan sagu. Listrik yang digunakan pada mesin pengering yang diuji adalah  listrik  untuk  menghidupkan blower dan  sistem  kontrol.  Perhitungan  biaya  listrik didasarkan pada besarnya daya blower (W) dan sistem kontrol (W), lama proses, dan harga listrik per kWh untuk golongan tarif listrik R1. Sedangkan biaya gas didasarkan pada berat gas yang digunakan dan harga gas per kg di pasaran.
Hasil pengamatan konsumsi gas dan listrik serta perhitungan biaya dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan pada Tabel 2 diketahui bahwa biaya pengeringan sagu dari kadar air 45- 11% per kg saat mesin pengering menggunakan sistem hibrid adalah Rp.613,4/kg (cara 1), saat  mesin  pengering  menggunakan  gas  saja  adalah  Rp.866,9/kg  (cara  2),  dan  saat  mesin pengering  menggunakan  surya  saja  adalah  Rp.810,7/kg  (cara  3).  Nampak  bahwa  biaya pengeringan  dengan  sistem  hibrid  lebih  murah  disbanding  pengeringan  dengan menggunakan gas saja atau Surya saja (sistem non-hibrid).
Biaya  pengering  dengan  tenaga  surya  cukup  tinggi,  biayanya  hampir  sama  dengan menggunakan gas saja, hanya berbeda Rp.37. Tingginya biaya pengeringan dengan tenaga surya disebabkan oleh biaya listrik untuk menjalan blower Lama  blower  beroperasi  adalah  2  kali  lebih  lama  dari  waktu  uji  yang  lain.  Hal  ini menunjukkan bahwa biaya pengeringan tidak hanya tergantung pada jumlah bahan bakar yang dikonsumsi tapi juga pada lama proses.
Tabel 2. Biaya pengeringan
Pengamatan dan Perhitungan Hibrid LPG Surya Berat sagu basah (ka=45%) 10 10 10 Lama proses (jam) 5 5 10 Konsumsi gas (kg) 0.32 0.68 0 Biaya gas (Rp.6500/kg) (Rp) 2.080 4.420 0 Daya blower 3 inch  (W) 550 550 550 Daya sistem kontrol (W) 2,5 2,5 2,5 Konsumsi  listrik (kWh) 2,763 2,763 5,525 Biaya Listrik (Rp) (Rp 1467.28/kWh) 4.054 4.054 8.107 Biaya pengeringan (Rp/kg) 613,4 847,4 810,7

## KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan penelitian maka dapat disimpulkan bahwa kinerja mesin pengering saat dioperasikan secara hibrid dan non-hibrid (gas saja) dari aspek suhu sudah memenuhi kriteria yaitu tidak terjadi overshoot, waktu menetap yang pendek, suhu stabil,  dan  error  steady  state  yang  sangat  kecil.  Dari  sisi  konsumsi  energi,  sistem  hibrid terbukti lebih hemat hingga 53% dibandingkan sistem non-hibrid. Biaya pengeringan dengan sistem  hibrid  lebih  murah  yaitu  Rp613,4/kg  dibandingkan  non-hibrid  (Rp810,7  - Rp866,9/kg).  Penggunaan  energi  surya  saja membutuhkan  waktu  2 kali  lebih  lama  untuk proses pengeringan dibandingkan sistem hibrid dan non-hibrid. Secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa sistem hibrid energi surya dan LPG menghasilkan kinerja alat pengering yang lebih optimal dan efisien dibandingkan sistem non-hibrid baik dari sisi teknis maupun ekonomis.

## Saran
Disarankan untuk mengoperasikan mesin pengering dalam mode hibrid jika bahan yang dikeringkan memiliki kadar air tinggi dan membutuhkan suhu di atas 50°C. Sementara itu, penerapan mode non-hibrid dapat dipertimbangkan hanya jika bahan yang dikeringkan berkadar air rendah, membutuhkan suhu di bawah 50°C, dan terdapat ketersediaan energi surya yang memadai.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih kepada CV. Karya Mesin Utama atas dukungan fasilitas yang telah diberikan dalam mendukung proses perakitan dan pengujian performa alat.

## PENDANAAN
Penelitian ini tidak menerima pendanaan eksternal.

## CONFLICT OF INTEREST
Penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan dengan pihak mana pun.

## DAFTAR REFERENSI
Ahmed,  Z.,  Lecompte,  S.,  De  Raad,  T.,  &  De  Paepe,  M.  (2019).  Steady  State  model  of  a Reheating  Furnace  for  determining  slab  boundary  conditions. Energy  Procedia , 158 , 5844–5849. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.542
Alva, G., Lin, Y., & Fang, G. (2018). An overview of thermal energy storage systems. Energy , 144 , 341–378. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.037
Alva, G., Liu, L., Huang, X., & Fang, G. (2017). Thermal energy storage materials and systems for  solar  energy  applications. Renewable  and  Sustainable  Energy  Reviews , 68 (August 2016), 693–706. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.10.021
Asiah, N., & Djaeni, M. (2021). Konsep  Dasar Proses Pengeringan Pangan.  In Malang: AE Publishing . file:///C:/Users/Asus/Downloads/Ebook-Konsep  Dasar  Proses  Pengeringan Pangan.pdf
Bal, L. M., Satya, S., Naik, S. N., & Meda, V. (2011). Review of solar dryers with latent heat storage  systems  for agricultural  products. Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews , 15 (1), 876–880. https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.006
Bala, B. K., & Mondol, M. R. A. (2001). Experimental investigation on solar drying of fish using solar tunnel dryer.
Drying Technology , 19 (2), 427–436. https://doi.org/10.1081/DRT-100102915
Dinda Mar’atuzzahwa, I Made Supartha Utama, & I Putu Surya Wirawan.  (2023). Pengaruh Ketebalan dan Suhu Pengeringan Terhadap Karakter Fisik dan Sensoris Buah NagaMerah Kering. Jurnal Beta (Biosistem Dan Teknik Pertanian) , 11 (1), 50–61.
Ehara,  H.,  &  Toyoda,  Y.  (2018). Sago  Palm  Multiple  Contributions  to  Food  Security  and Sustainable  Livelihoods  by  Hiroshi  Ehara,Yukio  Toyoda,Dennis  V.  Johnson  (eds.)  (z- lib.org).pdf .
El-shal, S. M., Morris, A. S., Lin, C. H., & Huang, C. L. (2000). A fuzzy expert system for fault detection  in  statistical  process  control  of  industrial  processes  -  Systems,  Man,  and Cybernetics, Part C, IEEE Transactions on . 30 (2), 281–289.
Erlina, D. M., & Tazi, I. (2009). Test model of a rack-type dryer with a solar collector (case study for drying red chili (Capsium annum Var. Longum)) . 2 (1).
Fuso  Nerini,  F.,  Howells,  M.,  Bazilian,  M.,  &  Gomez,  M.  F.  (2014).  Rural  electrification options  in  the  Brazilian  Amazon.  A  multi-criteria  analysis. Energy  for  Sustainable Development , 20 (1), 36–48. https://doi.org/10.1016/j.esd.2014.02.005
Gupta, A., Saini, R. P., & Sharma, M. P. (2008). Hybrid energy system for remote area  - An action  plan  for  cost  effective  power  generation. IEEE  Region  10  Colloquium  and  3rd International  Conference  on  Industrial  and  Information  Systems,  ICIIS  2008 . https://doi.org/10.1109/ICIINFS.2008.4798396
Hadji, T., Agung, S., Nadjib, M., Faiz, H., Kinayung, T., & Elpa, F. (2022). Penentuan Nilai Kalor Eksperimental LPG dengan Variasi Udara . 6 (1), 37–47.
Kant, K., Shukla, A., Sharma, A., Kumar, A., & Jain, A. (2016). Thermal energy storage based solar drying systems: A review. Innovative Food Science and Emerging Technologies , 34 ,
86–99. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.01.007
Lakshmi, D. V. N., Muthukumar, P., Layek, A., & Nayak, P. K. (2018). Drying kinetics and quality  analysis  of  black  turmeric  (Curcuma  caesia)  drying  in  a  mixed  mode  forced convection solar dryer integrated with thermal energy storage. Renewable Energy , 120 , 23–34. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.12.053
Murali, S., Amulya, P. R., Alfiya, P. V., Delfiya, D. S. A., & Samuel, M. P. (2020).  Design and performance evaluation of solar - LPG hybrid dryer for drying of shrimps. Renewable Energy , 147 (October 2021), 2417–2428. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.10.002
Nallusamy, N., Sampath, S., & Velraj, R. (2007). Experimental investigation on a combined sensible  and  latent  heat  storage  system  integrated  with  constant/varying  (solar)  heat sources. Renewable Energy , 32 (7), 1206–1227.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2006.04.015
Nwakuba,  N.  R.,  Asoegwu,  S.  N.,  &  Nwaigwe,  K.  N.  (2016).  Energy  consumption  of agricultural dryers: An overview. Agricultural Engineering International: CIGR Journal , 18 (4), 119–132.
Ogata, K. (1997). Modern Control Engineering, Third Edition. In Prentice-Hall: United States of America (p. 20).
Okoroigwe, E. C., N., E. M., & U., U. H. (2013). Design and evaluation of combined solar and biomass dryer for small and medium enterprises for developing countries. International Journal of Physical Sciences , 8 (25), 1341–1349. https://doi.org/10.5897/IJPS2013.3937
Osintsev,  K.,  Aliukov,  S.,  Kuskarbekova,  S.,  Tarasova,  T.,  Karelin,  A.,  Konchakov,  V.,  & Kornyakova,  O.  (2023).  Increasing  Thermal  Efficiency:  Methods,  Case  Studies,  and Integration  of  Heat  Exchangers  with  Renewable  Energy  Sources  and  Heat  Pumps  for Desalination. Energies , 16 (13). https://doi.org/10.3390/en16134930
Rawung, F. G., Ludong, D. P. M., & Lengkey, L. C. C. E. (2021). Karakteristik Pengeringan Sagu Menggunakan Alat Pengering Tenaga Surya Tipe Rak 1) Characteristics of Drying Sago Using a Rack-Type Solar Dryer. Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sam Ratulangi Manado .
Saputra, R. A., Ilham, M. M., & Fauzi, S. (2021). Rancang Bangun Sistem Penggerak Mesin Pengering Cengkeh Kapasitas 15 Kg. Seminar Nasional Inovasi Teknologi , 95–100.
Song, Z., Jing, C., Yao, L., Zhao, X., Wang, W., Mao, Y., & Ma, C. (2016). Microwave drying performance  of  single-particle  coal  slime  and  energy  consumption  analyses. Fuel Processing Technology , 143 , 69–78. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2015.11.012
Soysal, Y., Arslan, M., & Keskin, M. (2009). Intermittent microwave-convective air drying of oregano. Food Science and Technology International , 15 (4), 397–406.
https://doi.org/10.1177/1082013209346588
Tika, Y. Y. (2022). Mekanisme Beberapa Mesin Pengering Pertanian. Jurnal Penelitian Fisika Dan Terapannya (JUPITER) , 4 (1), 20. https://doi.org/10.31851/jupiter.v4i1.7975
Udomkun, P., Romuli, S., Schock, S., Mahayothee, B., Sartas, M., Wossen, T., Njukwe, E., Vanlauwe,  B.,  &  Müller,  J.  (2020).  Review  of  solar  dryers  for agricultural  products  in Asia  and  Africa:  An  innovation  landscape  approach. Journal  of  Environmental Management , 268 (May), 110730. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110730
Wang, J. J., Jing, Y. Y., Zhang, C. F., & Zhao, J. H. (2009). Review on multi-criteria decision analysis aid in sustainable energy decision-making. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 13 (9), 2263–2278. https://doi.org/10.1016/j.rser.2009.06.021
Widaningrum, W., Purwati, E. Y., & Munarso, S. J. (2005). Kajian Terhadap Sni Mutu Pati Sagu. Jurnal Standardisasi , 7 (2), 91. https://doi.org/10.31153/js.v7i3.34
Woldeyohannes, A. D., Woldemichael, D. E., & Baheta, A. T. (2016). Sustainable renewable energy resources utilization in rural areas. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 66 , 1–9. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.013