,, ::. nt!{iii;tr:lllt il: ,rii\;!.:.: ,"qw;r;,}:. ''< N! 4 .. ':' ,a,:::.:a:\ I,:EDITOR'''',,..,., . :.- .1: l "ii i.:al' - i {;i*;-}-!l ',. ,a;..,i. " .,:ttrt:t ..ri:;{..*:,j.rr'.,.i: Dr.-Ing.;'Drs; Oo Abdul Rosyid, M.Sc Dr. Rita Khatir, S.TP, M.Sc Ryan Moulana, S.TP, M.Sc l3trD= # KERJA SAMA PERIIIMPUNAN ALUMNI JERMAN (PAO ACEH THE GERMAN ACADEMIC EXCHANGE SERVTCE (DAAD) 2013 DAAD Deutscher Akademischer Austausch Diensl German Academic Exchange Service PROSIDING SEMINAR NASIONAL ENERGI TERBARUKAN SEBAGAT SUMBER ENERGI YANG BERI(ELANJUT,AN DIMASA DEPAN : POTENSI, PROSPEK DAN TANTANGAN DI INDONESIA Diterbitkan Oleh : SYIAH KUALA UNTVERSITY PRESS Darussalam, Banda Aceh 23111 TeIp. (0651)7s52440 ISBN : 97 8-979-827 8-94-5 Hak cipta dilindungi oleh Undang-Undang dilarang mereproduksi sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk dan tujuan apapun tanpaiziatertulis dari penerbit. Dilarang memperjual belikan buku ini dalam keadaan rusak dan mengedarkannya dalam bentukjilid atau sampul lain ,i, Editor Dr.Ir. : Samadi, M.Sc Dr.-Ing., Drs. Oo Abdul Rosyid, M.Sc Dr. Rita Khatir, S.TP., M.Sc Ryan Moulana, S.TP., M.Sc tr E ; r3 a r * i i, r 7_ Peluang Penggunaan Energi Terbarukan Untuk Pengeringan Hasil Pertanian RitaKhathir s I I i ; :. i :i 9. i! F i ! r r 70 Litbang Material Penyimpan Hidrogen Berbasis Mgh, Untuk Aplikasi Pada Kendaraan Fuel Cell Zulkarnain Jalil.. 76 Ganyong (canna edulis kerr.) Sebagai Bahan Baku Bioetanol dan Potensi Pengembangannya di Provinsi Aceh Ismail Sulaiman dan Murna Muzaifa. 82 Konversi Selulosa Gulma Tifa(Cauail, typha latifolia L.) Menjadi Glukosa Sebagai Sumber Bahan Baku Bioetanol Normalina Aryi, Eti Indarti dan Muhajir Hidayat....... 89 -..... i r Pengaruh Waktu Proses dan Jenis Alkohol pada Transesterifftasi In Situ Biji Jarak Pagar Menggunakan Kavitasi Hidrodinamik Muhammad Dani Supardan, Satriana, Ryan Moulana dan Fahrizal- 10. I r i. t f F l I iI 11. F F I i t I r i I ! BAGIAN 3. ASPEK SOSIAL EKONOlVtr DAN LINGI(UNGAI\ ENERGI TERBARTJKAI\ L t r f t 1. L t Oo Abdul Rosyid.. I I t IL I Peluang Entrepreneurship dalam Pengembangan Energi Surya Pv di Indonesia 2. Potensi dan Kendala Orc Power Plant di Indonesia Nur Khakim I 105 t I 3. Peranan Energi Baru dan Terbarukan Dalam Penyediaan Energr Nasional I Jangka Panjang (Outlook Energr Indonesia 2012) I I Ira l I Fitriana. I I l. I I 4. Energi Hidrogen : Situasi dan Tantangan Regional lbnu Kahfi Bpchtiar. 5. COz Emissions, Energy Productivity and Renewable EnergyPolicy in I B ! i E I I Indonesia FahrulRizal..-...... !( I t i t I I t I t t i I I r t r P r ) F , E I I r r i=. 6- A Pilot Project of Food Crops and Bioenergy Developmgnt in Replanted Rubber Plantation Area Ferisman Tindaon, Shanti Desima Simbolon, Bangun Tampubolon, Fidian Ernawati dan Herdina Pangaribuan L39 Peluang Penggunaan Energi Terbarukan untuk Pengeringan Had Pertanian Rita Khathirt Syiah Kuala 'Dosen Fakultas Pertanian, Universitas ABSTRAK yang san Pengeringan adalah proses penting pasca panen hasil pertanian pengeringan y: menentukan proses olahan lanjutan d* p.or". penyimpanan. Teknik di bawah masih banyak diaplikasikan ollh masyarakat adalah dengan penjemuran masih be: matahari. Teknik ini mempunyai banyak kelemahan, namun petani bia membutuhkan lainnya menggUnakan metode tertualni karena tetnotogi pengeringan yuo{irut ul. Energi terbarukan semestinya aapat algUnakan untuk mengatasi masalah i perlu met ir"olhtiur-penelitian terkait aplikasi energi terbarukan pada alat pengering pengering alat perhatian. Telah banyak Ujian dilakukan terhadap perancangan misal berbasis energi matahari d* energi biomassa. Beberapa kajian tersebut 4 lapi pengeringan d-endeng sapi dengan 3 lapisan, pengeringan tepung beras dengan 5 lapi dengan 1-0 lapisan, dan pengeringan bunga rosella p.rrE"ari* ^sumber "engk"i'dengan yang bervariasi- Hasil pengeril *"ogf]*ut an Alat-alat tersebut "n"tg, yang turut mempengaruhi mgtu pro-A terkendala pada belum t"*gu*tyu kadar air akhir alat pengering. Energi yang dikumpulkan dari radi serta masih rendahnya "feii"r.i pembakaran biomi matahari masih lebiir rendah dari urergi yang dihasilkan dari kipas menggerakkan untuk sebuah atat pengering sangat membutuhkan energi listrik enc' penggunaan penggunaan^sel-surya dapat mengatasi masalah tersebut. Peluang pada sistem hibrid' Peneliti terbarukan untuk .e6 rufr *ut p"rge.ing harus didasarkan yang praktis, dinamr+ lanjutan perlu dilakukan seningga amlitannya alat pengering oleh petmi mempunyai kinerja yang lebih-iuit, dan memiunyai harga yang terjaogkau tradisional' sehingga p"rggoou*oyi dapat menggantikan sistem penjemuran Kata Kunci: Peluang, Energi, Terbarukan, dan Pengeringan ABSTRACT produc$ Drying is an important operation in post harvest handling of agricultural The common drying which will determfne ihe next step of procissing as well as storingbut the dkadvantages' many has technique applied by farmers is sin-drytng. Thii method Renewable it since the otier lnethods need high operational costoriititt farmeis ""nn "tns g, @E) should be used as new approach in drying technologt for farmers' some some studies for researches in using RE for drying tooli'should be supported- There are drying cl-oves at I0 instance drying beef fiilet at j layers, drying rice Jliir at 4 loyers, based on several loyers, and drying rietlaJtow", it 5 l"yin. n " tiols investigated were of products to be types of energl resources. Results showed that the final moisture content irr"a highty varted led to low quality of the products and low efficiency of the dryers' burning Total eierg collected fro* ,uriight *oi lr*", than total energl produced from use of the . biomass. A dryer depends also-on electricity power to rotate a fan and RE sLlar pinel can be ltsed to futfl inX need- The opportunity of using photovoltaic -energtfor a dryer should be based on hybrid systems' Further studies are recommended to design a practical dryer, dynamic, better efficiency, and with reasonable cost for the farmers,-therefore, ilr" uti of dryer can eliminate the sun-drying method. Keywords: Opportunity, energl, renewable, and drying PENDAHT]LUAI\ Pasca panen hasil-hasil pertanian, proses pengeringan merupakan proses penting yang secara umum harus diaplikasikan oleh petani. Proses ini sangat menentukan mutu produk untuk proses olahan lanjutan maupun untuk proses penyimpanan dan peng!5udangannya. Produk-produk tersebut adalah produk yang tiaaf langsung dikonsumsikan dalam bentuk segar misalnya gabah, biji-bijian, cokiat, kopi, lada, pata, aan sebagainya. Selama ini masyarakat menggunakan teknik pengeringan tertua seclra penjemuran langsung di bawah sinar matahari. Namun teknik ini mimpunyai banyak kelemahan misalnya tidak praktis di musim hujan, mudahnya bahan ierkontaminasi, membutuhkan waktu yang lama, membutuhkan lahan yang luas serta membutuhkan operator yang banyak- Teknik ini juga sering dilakukan pada tempat yang tidak tepat seperti badan jalan raya, atau dilakukan dengan menggunakan media y*g tia* Uuit seperti bahan plastik. Kontaminasi debu, kotoran dan bahkan polusi sering menyebabtan rendahnya kualitas hasil pengeringar.,. Kebutuhan akan alat pengering merupakan kebutuhan mendesak sehingga kajian tentang alat pengering perlu dilakukan secara lebih komprehensif. Banyak penelitian telah dilakukan, namun sampai saat ini belum ada alat pengering yang praktir ,.rtok digunakan oleh petani pada skala rumah tangga. Hal inilah yang menyebabkan petani masih menggunakan teknik penjemuran langsung di bawah sinar matahari. Tujuan fulisan ini adalah untuk melihat peluang penggunnan energi terbarukan pada sebuah alat pengering dalam rangka mewujudkan impian hadirnya alat pengering yang praktis aan te4angkau bagi petani. Tulisan ini ditulis berdasarkan kajian kepustakaan dan pengalaman dalarn melakukan penelitian terkait pengeringan hasil-hasil pertanian- ALAT PENGERING ENERGI SURYA (Khathir, ZAO4) Sebuah alat pengering yang dimodifikasi dari Sugeng et al. (1997) telah dirancang ulang untuk pengeringan dendeng sapi. Alat pengering ini berkapasitas 10-15 kg dendeng sapi dengSn dimensi 1,5x0,8x1,5 m3. Terdapat tigi lapisan iak pengering terukuran 1,5x0,8 m'. Sebuah panel kolektor dibuat terpiiah dengarabsorber beruf,rran'f grO,8 ;1 Absorber dibuat dari seng bergelombang yang dicat hitam. Alas pengering juga dibuat dari bahan yang sarna dengan absorber dengan tujuan meningkatk* p""y"iupan radiasi matahari. Pengering dibuat dengan kerangka kayo, sedangkan dindingnya dibuat dari plastik transparan (PVC) berketebalan 0,3 mm untuk memungkinkar terjadinya efek rumah kaca selama proses pengeringan. Isolator tennal dibuat dari serbuk gergaji dan triplek pada bagian bawah panel kolektor dan absorber. Alat pengering ini adalah alat pengering pasif yang memanfaatkan energi matahari secara murni. Aliran udaranya juga mengunakan sistem konveksi alamiah. Namun demikian energi matahari dikumpulkan dengan 2 metode yaitu dengan menggunakan sebuah panel kolektor dan dengan system efek rumah kaca. Hasil penelitian -"ouo3ukk* bahwa pola distribusi temperatur pada ketiga lapisan rak pengering adalah sarna, namun tenperatur rak atas lebih tinggi dari temperatur rak tengah, demikian pula temperatur rak tengah lebih tinggi dari rak bawah. Namun demikian, terdapat gangguan dalam sirkulasi 65 udara yang diindikasikan dengan lebih tingginya kadar air dendeng di rak tengah berbanding kadar air dendeng di rak bawah. Pengeringan dendeng pada rak bawah diduga diseabkan oleh adanya aliran udara panas dari kolektor. Secara umum temperatur dalam ruang pengering lebih tinggi dari temperatur di Iingkungan, pada cuaca cerah temperatur rak atas dapat ditingkatkan sebesar 1l'C. Alat pengering ini juga berperan dalam melindungi bahan yang dikeringkan dari kontaminasi sehingga dendeng yang dikeringkan dengan alat mempunyai kadar abu yang lebih rendah daripada dendeng yang dikeringkan secara penjemuran. Penggunaan konveksi paksa sangat direkomendasikan untuk peningkatan kualitas pengeringan. ALAT PENGERING TIPE RAK (Khathir et a1.,2011) Sebuah alat pengering tipe rak dirancang dengan sumber energi dari sebuah kompor minyak tanah. Alat pengering terdiri dari 4 lapis rak yang digunakan untuk mengeringkan tepung beras. Pengeringan dilakukan pada ketebalan 1 dan 1,5 cm. Waktu yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur ruang pengering dari 30 ke 55"C adalah 15 menit. Pengeringan dengan ketebalan 1,5 cm menghasilkan temperatur rata-rata dalam ruang pengering yang lebih tinggi dari pengeringan dengan ketebalan I cm, hal ini diduga sebagai akumulasi panas pada bahan- Namun demikian kadar air pengeringan 1 cm lebih -----"==+esdahtdatrkadar air pengeringan 1,5 cm. Pengeringan selama 2 jamterhadap tepung beras dengan ketebatm- t+m dapat menurunkan-.ladar air dari 26olo menladr g,l8o/o (.ut t), l3,8yo (rak 2), l5,O7yo (rak 3), dan 20,5o/o {rak ). ?engeringan belum terjadi secara merata di maria semakin dekat posisi rak ke sumberpffitr, semakin kering keadaan tepung beras. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa perlu modifikasi pada alat pengering supaya distribusi temperatur dan aliran udara dapat lebih merata. Penggunaan energi terbarukan sebagai sumber energr dapat dipertimbangkan sebagai alternatif sumber bahan bakar minyak tanah. ALAT PENGERING EFEK RUMAH KACA (Khathir, 2Ot2) Sebuah alat pengering efek rumah kaca telah dibangun di Institut Pertanian Bogor. Alat ini dibuat dengan kerangka besi berdimensi 3x1,6x1,3 m3 (Gambar 1). Seluruh permukaannya ditutup dengan plastik polycarbonate 3,2 rnm. Kolektor energi matahari berukuran 439 nJ dibuat dari seng 0,5-mm yang dicat hitam diletakkan pada-bagian atas rak pengering. Dua buah kipas axitl digunakan untuk diskibusi udara pengeringan. Sebuah tungku berukuran 150x52x26 cm' digunakan untuk membakar ararrg, dimana tungku ini dilengkapi dengan 99 pipa berdiameter I inci yang berfungsi sebagai penukar panas. Terdapat 10 lapis rak berjarak l0 cm yang digunakan untuk mengeringkan bahan. Pengering ini" tergolong pengering rak yang digunakan untuk pengeringan lapisan tipis. Adapun tujufin perancangan tungku arans ua*un untuk -""duk*g energi vang dibutuhkan selama proses pengeringan. Terutama sekali ketika energl matahari sedang tidak dapat diandalkan. 66 ltiIri:itnti:: I ti Gambar 1. Alatpengering efekrumah kaca Pengujian alat ini dilakukan dengan mengeringkanll4 kg cengkeh di siang harinya saja selama 6 ha/, (42 jam). Dengan pengumpanan arang sebanyak 2 kg pada awal pengeringan dilanjutkan dengan 1 kg per jam selama proses pengeringan, jumlah arang yang dibutuhkan selama 8 jam pengeringan adalah 10 kg. Jumlah total arang yang digunakan adalah 66,6 kg. Berdasarkan analisa perhitungan, efiisiensi penggunaafl panas nntuk alat pengering ini masih sangat rendah yaitu sekitar l5%o. Sedangkan efisiensi pengeringan adalah 23 %. Energi yang terkumpul dari radiasi matahai diperkirakan sebesar 247 MI, sdangkan energi yang dihasilkan dari pembakaran arang adalah sebesar 1.246,75 MJ. Disamping itu alat ini juga membutuhkan energi listrik sebesar 166,32 MJ untuk menggerakkan kipas. Rendahnya efisiensi pengeringan ini dapat diakibatkan oleh tidak meratanya sirkulasi udara di dalam ruang pengering. Usaha-usaha untuk menghasilkan sirkulasi udara pengeringan yang lebih baik sangat dibutuhkan untuk meningkatkan efisiensi pengeringan alat pengering ini. PENGERINGAI\ BUNGA ROSELLA DENGAN ALAT PENGERING TIPE RAK (Safrizal et aI.,2A12) Alat pengering tipe lemari dengn sumber bahan bakar arung kayu dibuat untuk mengeringkan bunga rosella. Dimensi ruang pengering adalah 0,8x0,58x1 m3 dengan 5 lapisrak berukuran 0,75x0,5x1 m3. Asap hasil pembakaran arang dikeluarkan melalui 16 pipa berdiameter 1,27 cm, sementaraitu. udara dingin yang ditarik oleh sebuah blower dialirkan melalui pipa-pipa tersebut sehingga terjadi pertukaran panas antara udara dingin dan pipa. Selanjutnya udara panas itu diarahkan ke ruang pengering. Sebanyak 7,5 kg bunga roselladikeringkan selama 17 jammenghabiskan arang kayu sebanyak 17 kg. Kadar air bunga rosella diturunkan dari 90 menjadi 12%;o. Berdasarkan analisa, jumlah energi yang dibutuhkan untuk pengeringan ini adalah 15,72IldJ. Sedangkan energl pembakaran arang yang dikeluarkan adalah 309,4 MJ. Dengan demikian efisiensi pengeringan bunga rosella baru mencapai 4,58Yo. Untuk itu perlu dilakukan perbaikan pada system pengaliran udara panas ataupun pengeringan dengan kapsitas yang lebih besar dalam rangka meningkatkan efisiensi pengeringan. PELUANG PENGGTINAAN ENERGI TERBARUKAN Pengeringan adalah suatu operasi penting dalam penanganan pasca panen hasilhasil pertanian yang membutuhkan energi yang cukup besar. Energi terbarukan dapat dipertimbangkan dalam perancangan sebuah alat pengering, terutama sekali apabila alat pengering dirancang untuk skala rumah tangga petani. Diantara energi terbamkan tersebut yaitu energi matahari, energi angin, energi air, energi panas bumi, energi biomassa, dan iebagainya. Energi yang dapat dimanfaatkan untuk alat pengering adalah energi matahari dan energi biomassa. Penggunaan satu jenis energi terbarukan seperti energi matahari terbatasi oleh waktu dan cuaca, sehingga penggunaan beberapa energi sekaligus dapat dipertimbangkan unhrk sebuah alat pengering. Begitu banyak kajian telah dilakukan terhadap alat pengering ynag berbasis energi matahari dan biomassa. Penggunaan beberapa jenis energi sekaligus disebut hybrid system. Hibrid system dapat dikembangkan dengan memadukan perangkat solar sel, kincir angin, turbin air dan biomassa sehingga meningkatkan efesiensi penggunaannya (Mustaqimah, 2012). Alat pengering efek rumah kaca dengan fungku pembakaran merupakan salah satu contoh alat yang sudah mengaplikasikan 2 jenis energi terbarukan (Khathir, 2012), namun alat ini masih tergantung kepada energi listrik yang digunakan untuk menggerakkan kipas. Pengering hibrid energi matahari dan biomassa dapat beroperasi dengan baik, namun distribusi temperatur dan kelembaban relatif di dalam ruang pengering belum optimal yang berdampak pada tidak meratanya hasil pengeringan (Susilo dan Okaryanti, 2012)- Sebuah pengering terowongan menggunakan energi matahari dan biomassa (a dual solar-biomass tunnel dryer) telah dirancang untuk beroperasi selama 24 jam, di mana alat ini dilengkapi dengan tiga buah panel solar sel yang menghasilkan energi listrik mandiri untuk menggerakkan kipas (Sonia, et al., 2012). Sebuah alat pengering terdiri dari beberapa bagian utama yaitu ruang pengering, sumber energi pengeringan, dan sistem sirkulasi udara. Energi input dibutuhkan untuk bagian sumber energi pengeringan dan bagian sistem sirkulasi udara. Sistem pengeringan yang kontinu selama 24 janjuga akan lebih efektif berbanding sistem pengering 8 jam (inirmittence). Sebuah alat pengering dapat bekerja secara kontinu apabila energi input dapat disediakan secara kontinu pula. Energi terbarukan dari sinar matahari hanya efektif dalam wakhr 7-8 jam menyebabkan alat pengering tidak dapat bekerja secara penuh. Hanya dengan menggunakan sistem energi hibrid maka kinerja alat pengering dapat dioptimalkan. Sampai saat ini belum ada aplikasi alat pengering berskala kecil yang dapat digunakan oleh petani sehingga sistem penjemuran tetap merupakan primadona. Kendala p"*u-u adalah biaya investasi awal yang relatif besar. Namun biaya operasional sebuah alat pengering hibrid akan rendah. Untuk mengatasi masalah investasi yang besar, banyak metode bisa,gitempuh untuk melahirkan skema pembiayaan (Abdullah, 2007)- Kendala kedua adalah 'pemahaman petani terhadap alat pengering berbasis energi terbarukan. Proses edukasi yang baik perlu dilakukan dalam rangka diseminasi teknologi pengeringan hasil pertanian. Keniscayaan penggunaan alat pengering perlu dipahami sebagai upaya meningkatkan kualitas hasil pengeringan disertai peningkatan kuantitasnya. 68 KESIMPTJLAI\ DAI\ SARAN Dengan demikian terbuka peluang yang besar untuk penggunaan energi hibrid pada sebuah alat pengering sehingga terwujudnya sebuah alat pengering yang ideal dan praktis bagi masyarakat khususnya petani. Penelitian lanjutan perlu dilakukan sehingga dihasilkannya alat pengering yang praltis, dinamis, mempunyai kinerja yang lebih baik, dan mempunyai harga yang terjangkau oleh petani sehingga penggunaannya dapat menggantikan sistem penjemwan kadisional. UCAPAN TERIMAKASIH -" Terima kasih kepada Perhimpunan Alumni Jerman Cabang Aceh yang telah menyelenggarakan seminar nasional Renewable Energi dan terima kasih kepada DAAD yang telah menjadi penyandang dana acara tersebut. DAFTAR PUSTAKA Abdullah, K. 2007. Solar PV Technology Applications in Indonesia. Dalam: Teknologi Berbasis Sumber Energi Terbarukan Untuk Pertanian. IPB Press. Bogor. Pp. 397-408 Khathir, R. 2004. Karakteristik Alat Pengering Energi Surya untuk Pengeringan Dendeng Sapi. Jurnal Agrista. 8 (1): 29-36 Khathir, R., Ratna, dan Wardani. 2OIl- Karakteristik Pengeringan Tepung Beras Menggunakan Alat Pengering Tipe Rak. Jurnal Itmiah Pendidikan Biologi : Biologi Edukasi. 3 (\: la Khathir, R. 2012. Distribusi Suhu, Kelembaban Relatif, dan Aliran Udara dalam Alat Pengering Cengkeh. Jurnal Rona Teknik Pertanian. Fakultas Pertanian Unsyiah. a (1): 325-329 Mustaqimah- 2012. Optimization of Renewable Energy Hybrid System for Grid Connection Application. Jurnal Rona Teknik Pertanian. Fakultas Pertanian Unsyiah. 5 (2):37e-382 Safrizal, R., H- Syah, dan R. Khathir. 2012- Analisis Efesiensi pada Sistem Pengeringan Bunga Rosella menggunakan Alat Pengering Tipe Lemari. Jurnal Rona Teknik Pertanian. Fakultas Pertanian Unsyiah. 5 Q):364-367 Sonia, R., Patrci4 C, dan Oliver, H.2011. Design and Construction of a Dual Solar Biomass Tunnel Dryer For Aromatics Plants. Proceeding. International Workshop on Maintainance of The Food Quality Within The Value Added Chain with Special Focus on Postharvest Treafinent. Joglakarta. 16-22 september 2olz- Pp. 83-88 ,a Y. Didik, Abdurauf, dan H. Achmad. 1997. Perbaikan Teknologi Pengering Ikan Tenaga Surya di Pulau Madura. Jumal Penelitian Ilmu-Ilmu Teknik Sugeng, R., @ngineering).9 (l) : 35 Susilo, B. dan R. W- Okaryanti. 2012. The Hybrid Dryer for Processing of Modified Cassava Flour at Village Kerjo Dishict of Trenggalek Indonesia. Proceeding. International Workshop on Maintainance of The Food Quality Within The Value Added Chain with Special Focus on Postharvest Treatment. Jogfakarta. 16-22 September 2012. Pp. 89-96 DtCrrfifrlonoCd: Percetakan & Penerbit Syiah Kuala Univercity Press Darussalam, BandaAceh rsBlt l?c-l?t-ta?r-1q-s ,ffiltffiffiu[llH