Model perpindahan panas konveksi pada proses pemanasan nira untuk pembuatan gula kelapa

PATTAHUDDIN, Prof. Dr. Ir. Budi Rahardjo, MSAE

2008 | Tesis | S2 Teknik Pertanian

Proses perpindahan panas pada peristiwa pemanasan maupun penguapan melibatkan tiga mekanisme yaitu proses konduksi, konveksi dan radiasi. Perpindahan panas secara konveksi yang digunakan dalam penelitian ini merupakan perpindahan panas yang dilakukan oleh molekul-molekul fluida dimana panas dipindahkan dari tempat lain dengan gerakan partikel secara fisik. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses pembuatan gula dari nira kelapa antara lain adalah viskositas, densitas, konduktivitas termal, panas spesifik, kecepatan aliran, diameter dan suhu. Masalah utama yang dihadapi dalam proses pemanasan nira pada skala tradisional adalah suhu pemanasan tidak terkontrol sehingga kwalitas gula yang dihasilkan belum memenuhi standar yang diharapkan. Tujuan Penelitian ini adalah menentukan model perpindahan panas konvesi (h) pada proses pemanasan nira untuk pembuatan gula kelapa. Proses pemanasan nira dianalisis secara matematik dengan analisis dimensi. Nilai koefisien laju perpindahan panas konveksi terhadap nira dapat diketahui dari analisis bilangan Nusselt (variable dependen). Bilangan Nusselt merupakan fungsi bilangan Prandtl, Grashof dan Reynolds (variabel independen). Prediksi koefisien perpindahan panas konveksi terhadap data observasi dilakukan dengan analisis statistik regresi berganda dan regresi linier sederhana dengan diagram pencar (Scatter-plot) dan menggunakan program komputer. Hasil penelitian menggambarkan bahwa analisis regresi berganda maupun regresi sederhana diperoleh nilai koefisien determinasi (R2) mendekati satu terlihat adanya garis linieritas pada hubungan antara bilangan Nusselt prediksi terhadap bilangan Nusselt observasi. Variasi perubahan pada nilai variabelvariabel independen dapat menjelaskan pengaruhnya terhadap variasi perubahan nilai variabel dependen.

Heat transfer processes both both heating and evaporating events involve three mechanisms, there are conduction, convection and radiation. Convective thermal transmission used in this research is thermal transmission performed by fluid molecules where the term is transmitted from other place by physically particles movement. Factors affecting palm-sugar heat transfer process are: viscosity, density, thermal conductivity, heat capacity, flow velocity, diameter and fluid temperature. Major problem faced in palm-juice heating process in traditional scale is that the heating temperature is not controlled, therefore the sugar quality produced is not met expected standard. This research purpose is to determine the model of convective heat transfer (h) in palm-juice heating process for palm-sugar production. Palm- juice heating process is mathematically analyzed with dimensional analysis. Coefficient value of convective thermal transmission velocity in palm-juice can be known from the analysis of Nusselt number (dependent variable). Nusselt number is a function the Prandtl, Grashof and Reynolds numbers (independent variable). Prediction of convective heat transfer coefficient towards observational data is conducted by regression statistic analysis with Scatter-plot diagram and computer program. Result of this research shows that from regression analyses, determination coefficient value (R2) close to one. It appears that there is linearity line in relation between predictive Nusselt number to observative Nusselt number. Change variation in independent variables value may explain its effect to the change of dependent variable value.

Kata Kunci : Nira kelapa, perpindahan panas konveksi, proses pemanasan, Palm-juice, heat transfer convection, heating processes