KEJURUTERAAN PEMPROSESAN PERTANIAN

KEJURUTERAAN PEMPROSESAN
PERTANIAN

AZMI BIN YUSOFF
WAN ABD HALIM BIN WAN MUHAMMAD

ROSNANI BINTI HASSAN

POLITEKNIK KOTA BHARU

Jabatan Kejuruteraan Mekanikal
Politeknik Kota Bharu
KM. 24, Kok Lanas,
16450 Ketereh, Kelantan.

KEJURUTERAAN PEMPROSESAN PERTANIAN
Cetakan Pertama 2022
© 2022 Azmi bin yusoff/ Wan Abd Halim Bin Wan Muhammad/ Rosnani Binti Hassan

Hak cipta terpelihara. Tidak ada bahagian dalam penerbitan ini yang dapat diterbitkan
semula, disimpan dalam bentuk apa pun atau dengan cara apa pun, elektronik, mekanikal,
fotokopi, rakaman atau sebaliknya tanpa izin bertulis terlebih dahulu dari pemegang hak
cipta.
KEJURUTERAAN PEMPROSESAN PERTANIAN/Azmi bin yusoff/ Wan Abd Halim
Bin Wan Muhammad/Rosnani Binti Hassan

ii

PENGHARGAAN

Syukur kepada Allah swt di atas kekuatan yang telah diberikan kepada kami di dalam
menyiapkan buku ini. Kami juga ingin mengambil kesempatan untuk merakamkan terima
kasih kepada Ketua Jabatan Kejuruteraan Mekanikal, Tuan Haji Zuhairy Bin Zahari di
atas kepercayaan yang diberikan dalam melaksanakan tugas ini. Ucapan terima kasih juga
kepada Pn Ruzila Binti Mat Ghani Penyelaras E-Lerning JKM yang bersama-sama
membuat suntingan dan penyemakan serta rakan-rakan seperjuangan yang telah
menyumbangkan fikiran dan masa secara langsung dan tidak langsung dalam
memantapkan kandungan buku ini. Tidak lupa juga kepada keluarga kami yang telah
banyak memberi sokongan kepada kami.

Azmi bin yusoff/ Wan Abd Halim Bin Wan Muhammad/ Rosnani Binti Hassan

Jabatan Kejuruteraan Mekanikal
Politeknik Kota Bharu
KM 24 Kok Lanas
16450 Ketereh, Kelantan

iii

SINOPSIS

BUKU ini mengandungi 4 Bab Utama iaitu Bab 1 Stor Dan Pengeringan Bijian, Bab 2
Penyimpanan Sejuk Beku, Bab 3 Pengecilan Saiz, Pembersihan, Pengasingan, Pengredan
Dan Pembungkusan Produk Pertanian Dan akhir sekali Bab 4 Pengendalian Bahan.
Terbitan ini memberikan maklumat pemprosesan pertanian kepada pelajar Institusi
Pendidikan Politeknik Malaysia. Tajuk-tajuk dalam buku ini merujuk kepada kurikulum
Kursus DJT 50092 Agricultural Processing Engineering Politeknik Malyasia. Ringkasan
isi telah dirumuskan oleh pensyarah yang mengajar subjek DJJ 40153 dan diterjemahkan
sebagai penulisan ilmiah.

iv

BIODATA PENULIS

AZMIN BIN YUSOFF dilahirkan di pada 12 Februari 1966 di Bachok Kelantan.
Mendapat Pendidikan awal di sekolah Kebangsaan Kubang Golok dan Sekolah
Menengah Teknik Kuala Terengganu. Beliau berjaya mendapat Diploma
Kejuruteraan Pertanian di Universiti Pertanian Malaysia dan Ijazah Sarjana
Muda Teknologi Serta Pendidikan Mekanikal di Universiti Teknologi Malysia.
Memulakan perkhidmatan pada tahun 2006 di Politeknik Kota Bharu
sehingga kini.

WAN ABD HALIM AMIR BIN WAN MUHAMMAD dilahirkan di pada 30 MEI
1972 di kota Bhrau, Kelantan. Mendapat Pendidikan awal di sekolah
Kebangsaan Paya Bemban, Kota Bharu dan meneruskan pengajian menengah
di Maktab Sultan Ismail. Beliau berjaya mendapat Diploma Kejuruteraan
Pertanian di Universiti Pertanian Malaysia dan Ijazah Kejuruteraan Pertanian
Universiti Putra Malaysis. Memulakan perkhidmatan pada 16 April 2001 di
Politeknik Kota Bharu sehingga kini

ROSNANI BINTI HASSAN dilahirkan pada tahun 1972 di Tumpat, Kelantan.
Beliau mendapat pendidikan rendah dan menengah di Tumpat sebelum
mendaftar di Skudai, Johor. Mempunyai kelayakan akademik dalam Ijazah
Pertama Kejuruteraan Mekanikal (UTM, 1997) dan Sarjana Pendidikan (UTM,
1999). Memulakan kerjaya sebagai pensyarah Politeknik Kota Bharu (PKB)
pada Jun 1999 sehingga kini. Di Politeknik, beliau juga memegang beberapa
tugas sampingan seperti Setiausaha Ahli Penasihat Akademik, Penyelaras
Penasihat Akademik, Exco Persatuan Jurutera Pertanian dan Makanan
Malaysia dan Penasihat MSAE SC PKB.

v

ISI KANDUNGAN

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN ................................................................................................. 0
1.0 STOR.............................................................................................................................................. 1
1.1.2 Perubahan Yang Berlaku Terhadap Bahan Yang Di Stor....................................................... 3
1.1.3 Kandungan Lembapan Dan Kualiti Bijian .............................................................................. 3
1.1.4 Proses Pengeringan .............................................................................................................. 6
1.1.5 Pencegahan Penumpukan .................................................................................................... 9
1.1.6 Pencegahan Dan Kawalan Serangga ................................................................................... 11
1.2 KEADAAN PENYIMPANAN YANG SELAMAT BAGI BIJIRIN ........................................................... 11
1.2.1 Modified Atmosphere (MA)....................................................................................................... 12
1.2.2 Controlled Atmosphere (CA)............................................................................................... 14
1.2.3 Sistem Pengudaraan (Aeration System) ............................................................................. 15
1.3 KIPAS ........................................................................................................................................... 18
1.3.1 Pengkelasan Kipas............................................................................................................... 18
1.3.2 Ciri-Ciri Operasi Kipas Aliran Jejari/Empar.......................................................................... 25
1.3.3 Faktor Pemilihan Kipas (Fan Selection)............................................................................... 25
1.3.4 Prestasi Kipas (Fan Performance) ....................................................................................... 26
1.3.5 Hukum Kipas(Fan Laws) ...................................................................................................... 29
1.4 PENGERINGAN ............................................................................................................................ 32
1.4.1 Sistem Pemanasan.............................................................................................................. 32
1.4.2 Jenis-Jenis Pembakar (Burner)............................................................................................ 34
1.4.3 Kaedah Pengeringan Bijian ................................................................................................. 37
1.5 ANALISA PENGERINGAN BIJIAN .................................................................................................. 44
1.5.1 Carta Psikometrik................................................................................................................ 44

BAB 2 PENYIMPANAN SEJUK BEKU............................................................................................................. 59
2.1 Kepentingan Penyimpanan Sejuk Beku ...................................................................................... 59
2.1.1 Definisi Penyejukan............................................................................................................. 59
2.2 Jenis-Jenis Sistem Penyejukan .................................................................................................... 59
2.2.1 Sistem Penyejukan Semulajadi (Natural Refrigeration)...................................................... 59
2.2.2 Sistem Penyejukan Mekanikal ............................................................................................ 60

vi

2.3 Bahan-Bahan Refrigeran............................................................................................................. 63
2.3.1 Ozone Depletion Potential (ODP) and Global Warming Potential (GWP) ......................... 63

2.4 PROSES KITARAN MAMPATAN WAP .......................................................................................... 65
BAB 3 PENGECILAN SAIZ, PEMBERSIHAN, PENGASINGAN, PENGREDAN DAN PEMBUNGKUSAN PRODUK
PERTANIAN ................................................................................................................................................. 72
3.1 PENGECILAN SAIZ............................................................................................................................ 72

3.1.1 KAEDAH PENGURANGAN SAIZ............................................................................................ 72
3.1.2 Peralatan Pengurangan Saiz ............................................................................................... 73
3.2 PEMBAHAGIAN & PENENTUAN KISARAN ................................................................................... 79
3.2.1 KEPERLUAN TENAGA........................................................................................................... 82
3.3 PEMBERSIHAN ............................................................................................................................ 87
3.3.1 Asas Pembersihan............................................................................................................... 87
3.3.3 Kategori Pembungkusan ..................................................................................................... 90
3.3.4 Mesin-Mesin Yang Digunakan Dalam Pembungkusan ....................................................... 92
4.0 PENGENDALIAN BAHAN.................................................................................................................... 1
4.1 PENGENDALIAN BAHAN................................................................................................................ 1
4.2 FUNGSI SISTEM PENGENDALIAN BAHAN...................................................................................... 1
4.2.1 Perancangan Sistem Pengendalian Bahan............................................................................ 2
4.2.2 Pemilihan Mesin Pengendalian Bahan Dan Penghantar ...................................................... 3
4.2.3 Kelebihan Sistem Pengendalian Bahan................................................................................. 3
4.2.4 Kelemahan Sistem Pengendalian Bahan............................................................................... 3
4.3 JENIS PERALATAN PENGENDALIAN BAHAN.................................................................................. 4
4.3.1 Belt Conveyor........................................................................................................................ 4
4.3.2 Pengangkut Skru (Screw Conveyor).................................................................................... 13
4.3.3 Penghantar Rantai (Chain conveyor) .................................................................................. 15
4.3.4 Bucket Elevator (Lif Baldi)................................................................................................... 17
4.4 PENGHANTAR PNEUMATIK......................................................................................................... 22
RUJUKAN..................................................................................................................................................... 28

vii

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.0 STOR

Di kebanyakan negara, bijirin (jagung, gandum, beras, barli dan sekoi) adalah antara makanan
ruji yang paling penting. Oleh kerana bijirin ini dihasilkan secara bermusim, maka penyimpanan
bijirin adalah merupakan aspek penting bagi memastikan bekalan mencukupi sepanjang tahun.

Stor penyimpanan bijian yang baik perlulah berkeadaan sentiasa kering, sejuk dan bersih.
Kehilangan bijian tahunan daripada penuaian kepada penggunaan bahan (bahan akhir) adalah
dianggarkan sebanyak 10 % dari jumlah pengeluaran. Lebih kurang separuh dari kehilangan ini
berlaku ketika aktiviti penuaian, dan selebihnya adalah semasa penyimpanan. Kehilangan ini
boleh dikurangkan dan dalam kes penyimpanan ianya boleh dikurangkan melalui pengamalan
penyimpanan yang baik iaitu setiap stor mestilah mempunyai sistem pengudaraan yang baik dan
berkesan.

Kemerosotan kualiti dan kuantiti bijian semasa penyimpanan biasanya disebabkan oleh kulat,
serangga, tikus dan hama. Dalam kes-kes tertentu, pernafasan boleh menyumbang kepada
kehilangan bahan kering semasa penyimpanan bijirin. Walau bagaimanapun, kemerosotan akibat
pernafasan adalah kecil berbanding dengan kemerosotan yang disebabkan oleh organisma
hidup.

1.1 STOR PENYIMPANAN

Terdapat berbagai bentuk kemudahan simpanan padi dan ianya bergantung kepada kuantiti padi
yang hendak disimpan, tujuan penyimpanan, dan lokasi stor. Secara umum, adalah disyorkan
bahawa padi bagi tujuan makanan disimpan dalam bentuk padi (bukannya beras). Keperluan
untuk sistem penyimpanan yang baik termasuklah

• Pencegahan kelembapan memasuki kembali bijian selepas pengeringan
• Perlindungan dari serangga, tikus dan burung
• Kemudahan memuatkan dan memunggah.
• Penggunaan ruang yang efisen
• Kemudahan penyenggaraan dan pengurusan.

Padi adalah bijian yang hygroscopic (mudah menyerap air) dan dalam sistem penyimpanan
terbuka kandungan lembapan bijian akhirnya akan menjadi seimbang dengan udara
persekitaran. Kelembapan relatif dan suhu yang tinggi akan menyumbang kepada keseimbangan
tinggi. Di kebanyakan negara tropika, keseimbangan kandungan lembapan biasanya berada di
atas paras kelembapan penyimpanan selamat.

1

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.1.1 Siapa Yang Menyimpan Dan Mengapa?

Petani, peniaga dan kerajaan semuanya mempunyai sebab untuk menyediakan stor
penyimpanan. Penyimpanan adalah satu komponen dalam sistem pertanian, sebuah syarikat
perdagangan, atau dasar kerajaan, dan boleh dilaksanakan kerana sumbangannya kepada aktiviti
lain atau objektif dalam konteks yang lebih luas. Secara umumnya objektif utama penyimpanan
bijirin adalah untuk mengekalkan kualiti dan ciri-ciri yang dimiliki oleh bijian secara segera selepas
penuaian dan pengeringan.

Terdapat tiga kumpulan yang menyimpan hasil pertanian iaitu;
1. Petani
2. Peniaga
3. Kerajaan

1. Stor Petani

Bagi petani tujuan mereka menyimpan bijian adalah untuk
- memastikan bekalan makanan di rumah.
- penjimatan bagi menampung keperluan masa depan.
- benih atau input pertanian.
- keuntungan spekulatif, di mana mereka akan menjual apabila harga adalah yang terbaik.

2. Stor Peniaga

Bagi peniaga tujuan mereka menyimpan bijian adalah untuk
- mendapatkan keuntungan melalui penjualan bijian.
- diproses untuk mendapat keuntungan yang lebih.

3. Stor Kerajaan

Bagi pihak kerajaan terdapat beberapa tujuan mereka menyimpan bijian.
Antaranya ialah

- sebagai “food security reserve” yang mana akan dijual atau dikeluarkan kepada rakyat
pada masa darurat atau kekurang makanan.

- sebagai stok penstabilan harga di mana kerajaan akan mengawal harga pasaran dengan
mengeluarkan stok simpanan apabila bekalan bijian berkurangan.

- sebagai rizab simpanan nasional di mana kerajaan akan membekalkan kepada semua
penduduk terutama di kawasan luar bandar supaya bekalan sentiasa mencukupi.

2

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.1.2 Perubahan Yang Berlaku Terhadap Bahan Yang Di Stor

1.Perubahan Kadar Percambahan
- Benda-benda hidup seperti bijian , buah-buahan dan sayuran perlu melakukan proses
pernafasan sepanjang masa ianya di stor.
- Oleh itu haba akan dikeluarkan hasil daripada proses pernafasan ini.
- Kuantiti haba yang dibebaskan bergantung kepada kandungan lembapan dan suhu
bahan.
- Keadaan ini akan menyebabkan susutan kadar percambahan (viability) bijian yang
disimpan.
- Untuk mengurangkan masalah ini sistem pengudaraan yang baik perlu di sediakan pada
sesebuah stor simpanan bijian untuk memindahkan haba yang berlebihan.

2.Perubahan Kandungan Mikro-organisma

- Bila kandungan lembapan bertambah dan keadaan haba yang sesuai ianya akan
menyebabkan mikro-organisma akan cepat membiak.

- Ini akan menyebabkan pembentukan kulat dan yis mudah berlaku.
- Kesannya ialah bijian yang disimpan akan menjadi busuk dan rosak.

3.Perubahan Populasi Serangga Perosak

- Populasi serangga perosak akan dipengaruhi oleh suhu dan kelembapan sesuatu
tempat simpanan.

- Di mana keadaan yang lembap amat sesuai sebagai tempat pembiakan serangga
perosak seperti lipas, tikus, ulat dan sebagainya.

- Kesannya ialah bijian yang disimpan akan rosak.

1.1.3 Kandungan Lembapan Dan Kualiti Bijian

Kandungan lembapan (MC) adalah jumlah air yang terdapat dalam bijirin atau bahan. Dalam
pengendalian lepas tuai, kandungan lembapan bijirin umumnya dinyatakan berdasarkan berat
basah (MCwb), yang bererti bahawa peratusan air yang terkandung di dalam bijirin basah. Padi
biasanya dituai pada MC 20-25% manakala 14% atau kurang dianggap selamat untuk disimpan
sebagai makanan dan 12% atau kurang untuk disimpan sebagai biji benih. Padi harus dikeringkan
kepada kandungan lembapan yang selamat dalam tempoh 24 jam selepas dituai bagi
mengelakkan kerosakan dan kemerosotan kualiti.

3

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
1.1.3.1 Keseimbangan Kandungan Lembapan
Apabila padi kering terdedah kepada udara persekitaran dengan lembapan relatif (RH) yang tinggi
padi akan menyerap air dari udara persekitaran (pembasahan semula). Apabila bijian basah
terdedah kepada udara persekitaran dengan RH yang rendah bijian akan melepaskan lembapan
ke udara (pengeringan). Keseimbangan kandungan lembapan (EMC) adalah kandungan
lembapan akhir bijian selepas ianya disimpan beberapa waktu dengan udara persekitaran adalah
sama.
Jadual 1 menunjukkan EMC padi di bawah keadaan penyimpanan yang berbeza. Kawasan
berwarna hijau mewakili keadaan persekitaran yang sesuai bagi penyimpanan yang selamat bagi
kawasan tropika. Kawasan kuning mewakili syarat untuk penyimpanan benih yang selamat. Bijian
perlu disimpan pada kurang daripada kelembapan 14% dan bagi biji benih kurang daripada 12%.

Jadual 1 : EMC Padi

Jadual 2 : EMC Mengikut Jenis Tanaman

4

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Jadual 3 pula menunjukkan kandungan lembapan bagi beberapa jenis bijian untuk simpanan.

Jadual 3 : EMC pada 70 % RH
% Kandungan Lembapan Semasa Keseimbangan

Jenis Bijian Baru dipungut Bilik tanpa Bilik hawa dingin
hawa dingin (7 - 2oC pada 65% RH)

Padi 18 - 20 13 - 14 9 - 10
Jagung 19 - 20 14 - 15 10 - 11
Sekoi 18 - 20 14 - 15 10 - 11
Kacang soya 20 - 22 12 - 13
Kacang hijau 18 - 20 14 - 15 8-9
Kacang tanah 30 - 35 13 - 14 10 - 11
9 - 10

5

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.1.4 Proses Pengeringan

Proses pengeringan merupakan proses pemindahan lembapan dari bijian ke udara melalui
proses penyejatan. Pengeringan mempunyai impak yang besar kepada kualiti bijian atau biji
benih.

1.1.4.1 Parameter Yang Terlibat Dalam Pengeringan

1.Kecerunan lembapan (Moiture Gradient)
- Ialah merupakan perubahan atau perbezaan lembapan antara bahan bijian dengan
atmosfera.
- Ianya berkaitan dengan kelembapan bahan bijian dan kelembapan udara.
- Ia juga berkaitan dengan perubahan suhu iaitu naik atau turunnya suhu.

2.Perubahan Kimia
- Perubahan kimia yang berlaku disebabkan oleh kandungan lembapan dan suhu.
- Dua faktor ini dapat mempengaruhi hasil simpanan yang juga akan menentukan kualiti
bahan yang disimpan.
- Antara contoh perubahan kimia yang sering berlaku adalah seperti perubahan pada
kandungan asid lemak, enzim, warna, vitamin dan sebagainya.

3.Pergerakan Lembapan (Moisture Migration)
- Merupakan pergerakan lembapan dari kawasan suhu tinggi ke kawasan suhu rendah.
- Pergerakan lembapan terjadi disebabkan oleh perubahan suhu dalaman dan luaran
dalam stor yang membawa bersama lembapan.
- Pergerakan lembapan akan tetap berlaku walaupun bijian tersebut disimpan pada MC
yang selamat dalam storan.
- Pergerakan Lembapan berlaku disebabkan oleh beberapa faktor seperti;
a. Kandungan lembapan yang tinggi ketika mula menyimpan.
b. Struktur stor yang tinggi digunakan dengan sistem pengudaraan yang tidak
sempurna.
c. Perbezaan yang ketara diantara suhu atmosfera dan suhu dalam bijian.
d. Hasil bijian disimpan semasa cuaca panas dibandingkan dengan cuaca sejuk.

6

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
4.1 Penumpukan Lembapan (Moisture Accumulation)

Penumpukan lembapan ialah lembapan yang terkumpul pada satu-satu tempat dalam stor
penyimpanan bijian disebabkan oleh perolakan atau pergerakan udara dalam stor
penyimpanan.
Biasanya terdapat 2 punca yang menyebabkan berlaku penumpukan lembapan dalam stor
penyimpanan bijian iaitu;
a. Perubahan cuaca

- Semasa musism sejuk
- Semasa musim panas
b. Aktiviti serangga

a. Perubahan Cuaca
- Berlaku bila udara di dalam storan lebih panas daripada cuaca diluar
storan.(biasanya pada musim sejuk).
- Gambarajah 1 menunjukkan pergerakan lembapan (perolakan udara) dari bijian
panas kepada kawasan sejuk di atmosfera.

Rajah 1: Perolakan lembapan pada musim sejuk
- Gambarajah 2 pula menunjukkan pergerakan lembapan (perolakan udara) dari

atmosfera kepada bijian sejuk. Biasanya pada musim panas.

7

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 2 : Perolakan lembapan pada musim panas

- Faktor yang boleh meningkatkan berlakunya perolakan udara pada umumnya
disebabkan oleh pergerakan udara melalui bijian untuk mengekalkan suhu
seragam.

- Peningkatan lembapan dalam keadaan perubahan suhu yang mendadak akan
menyebabkan berlakunya perolakan udara yang tinggi.

b. Aktiviti Serangga

- Aktiviti serangga yang terdapat dalam stor boleh menyebabkan berlaku
penumpukan lembapan kerana semasa aktiviti tersebut haba dan air akan
dibebaskan.

- Gambarajah 3 menunjukkan penumpukan lembabapan yang terhasil disebabkan
oleh aktiviti serangga.

Rajah 3 : Penumpukan disebabkan Serangga

8

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Punca berlakunya hot spot dalam storan ialah;

a. Pernafasan oleh serangga
b. Perkumuhan
c. Pembiakan serangga

Kaedah untuk mengawal kerosakan bijian

a. Menggunakan kawalan kimia
b. Mengurangkan debu dan bendasing dalam bijian yang hendak disimpan.
c. Bersihkan bahan bijian sebelum disimpan di dalam stor. Ini penting kerana haba

cepat meningkat dengan adanya banyak bendasing di dalam bijian seperti tangkai,
daun dan sebagainya.

1.1.5 Pencegahan Penumpukan

Penumpukan lembapan boleh dicegah dengan cara menggerakkan udara melalui bijian untuk
mengekalkan suhu yang seragam atau dengan cara mengurangkan perubahan suhu pada
permukaan hasilan (bijian) bagi mengurangkan perolakan dan resapan (diffusion).

Terdapat beberapa kaedah untuk mencegah penumpukan lembapan. Antaranya ialah;

1. Pengalihudaraan Semulajadi (Natural Ventilation)
- Kaedah ini menggunakan kelajuan angin yang bergerak melalui bijian samada dengan
menggunakan saluran atau tidak.
- Oleh itu kesan yang disebabkan oleh pemanasan semulajadi boleh dikawal.

2. Pengalihudaraan Mekanikal (Mechanical Ventilation)
- Kaedah ini menggunakan kipas dan susunan saluran yang sesuai di mana udara boleh
digerakkan menerusi hasilan.
- Tujuannya ialah untuk mengekalkan suhu sejuk bijian.
- Hanya udara yang secukupnya perlu digerakkan untuk mengekalkan suhu sejuk
seterusnya dapat menghalang berlakunya penumpukan lembapan

3. Memindahkan Bijian
- Dipraktikkan secara komersial.
- Prinsipnya ialah bijian digerakkan atau dipindahkan mengikut tempoh tertentu seperti
setiap 3 minggu .
- Kos untuk menyediakan peralatan tambahan seperti penggunaan penyangkut
(conveyer), pengangkut (elevator), pertambahan kawasan storan dan kerosakan pada
bijian menyebabkan kos untuk mengawal penumpukan lembapan lebih tinggi daripada
kos untuk menyediakan sistem pengalihudaraan.

4. Mengacau Permukaan Bijian

9

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

- Permukaan bijian dikacau bagi mengelakkan berlakunya penumpukan lembapan atau
bijian roasak.

- Kandungan lembapan bijian yang hampir dengan atmosfera adalah lebih rendah
kandungan lembapannya bagi bijian di bawah permukaan.

5. Menggerakkan Udara Panas.
- Dengan cara menggerakkan uadara panas melalui bijian, kandungan lembapan akan
dapat dikurangkan kepada tahap yang lebih rendah daripda tahap yang sesuai untuk
storan.

6. Penutupan Permukaan Bin/Silo
- Tujuannya adalah bagi mencegah perubahan yang besar terhadap suhu dan bagi
mengekalkan bijian dari panas dan sejuk yang melampau.
- Ketidak seimbangan yang besar suhu bijian dan bahan bangunan dapat dikurangkan
dengan menggunakan permukaan yang bersifat “low emissivity” (pemancaran haba
yang rendah) pada malam hari dan “low absorption” (penyerapan haba yang
rendah) pada siang hari.
- Permukaan yang memancar haba yang rendah pada malam hari dapat
mengurangkan permukaan dari sejuk melampau iaitu melebihi suhu udara bila cuaca
elok.
- Permukaan yang menyerap haba kurang pada siang hari dapat menghalang
permukaan daripada meningkatkan kepanasan melebihi suhu udara dalam cuaca
yang elok.
- Gambarajah 3 menunjukan turutan pemancaran haba bagi bahan pada suhu 0oC
adalah seperti berikut:-

Cat Permukaan Galvani Cat

Rendah Tinggi

Rajah 4 : Turutan Pemancaran Haba bagi Bahan

Gambarajah 4 pula menunjukan turutan penyerapan haba bagi bahan pada suhu
10oC adalah seperti berikut:-

Cat Permukaan Galvani Cat

Oksida

Rendah Tinggi

Rajah 5 : Turutan Penyerapan Haba bagi Bahan

10

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.1.6 Pencegahan Dan Kawalan Serangga

1. Bersihkan tempat penyimpanan
Semua kemudahan tempat penyimpanan dan pengangkutan perlu dibersihkan dengan teliti
dan disembur dengan bahan kimia (spt racun serangga).

2. Kering dan sejukkan bijian
Seeloknya bijian hendaklah dikering dan disejukkan secepat mungkin sebelum disimpan.
Adalah dicadangkan agar untuk simpanan jangka panjang, bijian di disejukkan secepat
mungkin kepada suhu di bawah 15°C

3. Pemantauan Berkala
Pemantauan berkala stor bijian adalah langkah penting untuk menentukan kehadiran dan
potensi untuk serangan serius. Pemantauan perlu dalam tempoh sekali setiap tujuh hingga
10 hari semasa bermulanya penyimpanan (60 hari pertama) dan kemudian kekerapan
pemantauan boleh diselaraskan.

1.2 KEADAAN PENYIMPANAN YANG SELAMAT BAGI BIJIRIN

Keadaan yang sesuai untuk penyimpanan bijian adalah di mana dapat menghalang pertumbuhan
mikroorganisma dan serangga. Kawalan dan penyelenggaraan yang terlibat ialah:

- Kandungan lembapan bijian
- Suhu bijian
- Bekalan oksigen dipersekitaran stor.

Penyimpanan yang selamat bagi beras dalam tempoh yang lebih lama dapat dilakukan dengan
cara:

- Bijian dikekalkan pada tahap kelembapan 14% atau kurang dan benih disimpan pada
12% atau kurang.

- Melindungi bijian dari serangga, tikus dan burung.
- Melindungi bijian dari pembasahan-semula oleh hujan atau udara sekitar.

Semakin lama bijian perlu disimpan semakin rendah kandungan lembapan yang perlu dicapai.
Bijirin dan benih yang disimpan pada kandungan lembapan yang melebihi 14% boleh
mengakibatkan growth of molds dan kehilangan kebolehidupan (viability) dan pengurangan
kualiti makanan. Jadual 4 menunjukkan kandungan lembapan yang selamat yang diperlukan
bagi tempoh penyimpanan yang berbeza.

11

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 6 : Molds pada jagung

Jadual 4 : Kandungan Lembapan Selamat untuk penyimpanan.

Jangkamasa Kandungan Lembapan Kemungkinan masalah
Penyimpanan yang diperlukan
Molds, kehilangan warna,
2 hingga 3 minggu 14 – 18 % kehilangan respirasi
Kemusnahan serangga
8 hingga 12 bulan 12- 13 % Kehilangan kebolehidupan
Lebih dari 1 tahun 9 % or kurang

Kaedah Penyimpanan Hasil Pertanian

Terdapat 2 kaedah utama penyimpanan moden hasil pertanian iaitu
1. Atmosfera Diubahsuai (MA)
2. Atmosfera Dikawal (CA)

1.2.1 Modified Atmosphere (MA)

Atmosfera Diubahsuai (MA) adalah satu teknik yang digunakan untuk memanjangkan tempoh
hayat makanan segar. Dalam teknik pemeliharaan ini, udara persekitaran makanan dalam pakej
diubah kepada komposisi lain. Dengan cara ini kesegaran produk boleh bertahan lama. MA
biasanya digunakan pada pelbagai jenis produk seperti daging, ikan, buahan dan sayuran.
Campuran gas di dalam pakej bergantung kepada jenis bahan pembungkusan produk dan suhu
penyimpanannya. Bagi produk yang bukan respirasi (seperti daging, ikan, keju) memerlukan
filem yang sangat rendah kebolehtelapan gas. Oleh itu campuran gas yang asal dikekalkan di
dalam pakej MAP. Namun, bagi buahan dan sayuran interaksi antara bahan pembungkusan
dengan produk adalah penting. Oleh itu kebolehtelapan (untuk O2 dan CO2), filem
pembungkusan dapat disesuaikan untuk respirasi produk keseimbangan atmosfera diubahsuai
dapat dibentuk dalam pakej dan jangka hayat produk dapat ditingkatkan.

12

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
1.2.1.1 Teknologi MA
Terdapat dua teknik yang digunakan dalam industri untuk membungkus buahan dan sayuran iaitu
gas flushing and compensated vacuum. Dalam gas flushing pakej ini dipancur dengan campuran
gas yang diingini manakala bagi compensated vacuum pula udara dikeluarkan sepenuhnya dan
campuran gas yang diingini kemudian dimasukkan. Label "packaged in a protective atmosphere"
merujuk kepada salah satu daripada kes ini. Sebagai contoh campuran gas yang digunakan untuk
makanan yang bukan-sayuran pakej (seperti kerepek) adalah gas nitrogen 99.9% , yang lengai
pada suhu dan tekanan bungkusan.
Atmosfera Diubahsuai dilakukan dengan cara

1. suntikan atau memasukkan gas (CO2 atau N2) ke dalam pakej,
2. memindahkan udara daripada pakej
3. interaksi antara kandungan pakej dan udara di dalam pakej yang menyebabkan atmosfera

pakej diubah suai dari masa ke masa.
Proses pengubahsuaian biasanya dilakukan dengan mengurangkan jumlah oksigen (O2) yang
bergerak dari 20.9% kepada 0%, untuk melambatkan pertumbuhan organisma aerobik dan
kelajuan tindak balas pengoksidaan. Oksigen yang dikeluarkan boleh digantikan dengan nitrogen
(N2), biasanya diakui sebagai gas lengai, atau karbon dioksida (CO2), yang boleh menurunkan pH
atau merencat pertumbuhan bakteria.

13

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 7 : Atmosfera Diubahsuai (MA)

1.2.2 Controlled Atmosphere (CA)

Atmosfera Dikawal (CA) adalah proses yang paling berteknologi maju yang digunakan untuk
mengawal komposisi atmosfera dalam stor sepanjang tempoh penyimpanan. Ia boleh
meningkatkan jangkahayat bijian selepas penuaian sehingga 2-3 kali lebih lama berbanding
kaedah lain.
Atmosfera Dikawal ditakrifkan sebagai campuran gas dikekalkan atau dikawal dari masa ke masa
oleh beberapa radas luaran atau tindak balas kimia dalaman untuk melanjutkan jangka hayat
produk. Komposisi campuran atmosfera iaitu oksigen, karbon dioksida dan kepekatan nitrogen
serta suhu dan kelembapan dikawal selia. Biasanya digunakan untuk buah-buahan dan sayur-
sayuran sahaja. Contoh atmosfera yang dikawal adalah bekas Transfresh (digunakan untuk
pengangkutan laut buah-buahan) yang mempunyai cara mekanikal mengukur atmosfera kontena
dan menyesuaikan tahap gas untuk mengekalkan campuran yang tertentu CO2, O2 dan N2 semasa
penghantaran. Meletakkan paket oksigen yang menyerap di dalam pakej penghalang adalah satu
contoh pakej atmosfera dikawal menggunakan tindak balas kimia.Paket menyerap mana-mana
oksigen yang melalui halangan pakej. Sulfur dioksida mengeluarkan pad yang digunakan untuk
mencegah pertumbuhan mold.
Untuk mengawal tahap CO2 di dalam bilik CA, salah satu kaedah yang paling mudah adalah
menggunakan kapur (kalsium karbonat) Ca(OH)2 "penggahar". Penggahar dibina menggunakan
papan lapis kotak bersalut dan kedap udara yang terletak di luar bilik CA. Kotak perlu
mengandungi kapur yang cukup bagi tempoh penyimpanan keseluruhan, tetapi kapur baru boleh
ditambah jika penyerapan CO2 berkurangan. Untuk menetapkan kandungan CO2 di bawah 2%,
kira-kira 12 kg kapur diperlukan untuk satu tan metrik buah epal bagi tempoh penyimpanan 3
hingga 4 bulan.

14

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 8 : Atmosfera Dikawal (CA)
1.2.3 Sistem Pengudaraan (Aeration System)
Maksud pengudaraan ialah menggerakkan sejumlah kecil udara melalui bijian untuk menyejuk
dan mengudarakannya pada tahap yang tertentu. Selain itu ianya juga untuk menetapkan
peratus MC.
Tujuan utama pengudaraan ialah untuk mengawal kuliti bijirin dengan mengawal ketetapan
kandungan lembapan (MC) dan suhu seluruh tempat simpanan.
Pengudaraan adalah mempunyai objektif akhir iaitu untuk meningkatkan keadaan stor
penyimpanan bijian. Ini dapat dicapai melalui pergerakan udara yang dapat dilakukan dalam
stor penyimpanan bijian melalui peralatan tertentu.

Rajah 9 : Pergerakan Lembapan Dalam Stor Yang Tidak Mempunyai Sistem Pengudaraan

15

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 10: Proses Pengudaraan Dingin
1.2.3.1 Tujuan Pengudaraan
1. Merendahkan suhu bijian iaitu dengan menyejukkan bijian yang panas.
2. Menyeragamkan suhu bijian pada keseluruhan simpanan dan mengawal berlakunya

kepanasan setempat.
3. Memindahkan gas toksid (bau yang merbahaya) iaitu gas yang dibebaskan ketika proses

pembentukan kulat (fumigation).
4. Mencegah penumpukan lembapan daripada lapisan panas kepada lapisan sejuk

1.2.3.2 Kaedah Pengudaraan (Aeration)
Terdapat 2 kaedah pengudaraan yang biasa digunapakai pada stor penyimpanan bijirin iaitu;

1. Saluran Menegak (Vertical Duct)
2. Saluran Mendatar (Horizontal Duct)

1.Saluran Menegak (Vertical Duct)
- Sistem ini merupakan sistem pengudaraan yang paling ringkas.
- Sistem ini hanya sesuai untuk bin yang kecil.
- Saluran silinder dipasang menegak di dalam bin dengan kipas berada di bahgian atas
saluran.
- Kipas akan menyedut keluar udara dari stor melalui saluran.
- Tinggi saluran biasanya ≤ 6 meter.
- Tinggi saluran boleh diubah bergantung kepada kedalam bin.
- Saluran dipasang sebelum diisi bijian dalam stor.

16

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 11: Saluran Menegak
2.Saluran Mendatar (Horizontal Duct)

- Saluran mendatar berada di bahagian bawah dari bijian samada dengan saluran sisi
atau tidak.

- Saluran sisi diperlukan untuk menghasilkan udara yang seragam terutama untuk stor
yang cetek.

- Bagi stor yang dalam (≥ 6 m) biasanya bijian disejukkan melalui satu paip berliang
disepanjang bahagian bawah bin.

- Kipas digilirkan dari bin ke bin atau disambung dengan saluran-saluran untuk setiap
bin dengan kawalan injap.

- Penurunan suhu adalah lebih cepat dan sekata dengan menggunakan saluran
mendatar jika dibandingkan dengan saluran menegak.

- Saluran mendatar boleh digunakan kesemua bentuk dan saiz bin.

Rajah 12: Saluran Mendatar

17

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.3 KIPAS

Penggunaan kipas adalah sangat meluas dalam stor penyimpanan bijian terutama sekali dalam
proses pengudaraan dan pengeringan. Dalam proses pengudaraan, kipas digunakan untuk
menyalirkan udara sejuk dan kering, manakala dalam proses pengeringan kipas digunakan untuk
menghantara udara panas dan kering.

1.3.1 Pengkelasan Kipas

The American Society of Mechanical Engineering (ASME) mengkelaskan kipas kepada dua
kategori am iaitu;

1. Kipas aliran paksi (axial flow)
2. Kipas aliran jejari/empar (radial/centrifugal flow)

1.3.1.1 Kipas Aliran Paksi

Kipas aliran paksi akan mengalirkan udara selari dengan paksi kipas dan bersudut tepat dengan
medan pusingan bilah. Kipas ini juga direkabentuk bagi kegunaan pada tekanan static yang
rendah. Ianya biasa digunakan untuk pengalihudaraan. Kos permulaan adalah rendah dan
prestasinya kurang dipengaruhi oleh kotoran yang terdapat bilah kipas. Kecekapan kipas adalah
4 - 5 % lebih tinggi daripada kiapas aliran jejari.

Terdapat 3 jenis kipas aliran paksi
1. Kipas Pendorong (Propeller Fan)
2. Vaneaxial
3. Tubeaxial

Kipas Pendorong (Propeller Fan)

- Kipas pendorong merupakan kipas yang ringkas binaannya.
- mempunyai 2 atau lebih bilah dan dipasang pada hub (pusat) dan hubnya besar.
- kipas ini digerakkan oleh talisawat atau dihubungkan terus dengan aci motor.
- bunyi yang kuat pada kelajuan pusingan yang tinggi
- berkesan pada sistem yang memerlukan tekanan statik yang rendah untuk

mengendalikan isipadu udara yang banyak.
- sesuai untuk kerja pengalihudaraan bilik dan saluran udara pada rintangan yang rendah.
- Masalah utama kipas jenis ini adalah berlakunya gelora (turbulence). Gelora terjadi

apabila kipas beroperasi bagi mengatasi tekanan statik yang terlampau tinggi. Udara akan

18

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
dibalikkan semula kepada bilah yang dekat dengan hub dan akan menghasilkan gelora.
- Kesan daripada gelora ialah akan mengurangkan kecekapan kipas dan mungkin bilah akan
patah pada kawasan yang berhampiran dengan hub.
- Biasanya digunakan untuk pengudaraan am dan sangat sensitif kepada rintangan ditambah.

Rajah 13 : Kipas Pendorong

Rajah 14 : Dua Unit Kipas Pendorong

19

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Vaneaxial

- Biasanya digunakan untuk menghantar udara pada tekanan sehingga 2.24 kPa dan untuk
sistem pengalihudaraan di mana keluasannya adalah terhad.

- Mempunyai bilah (vane) sebagai penghala arus udara dan mengurangkan kehilangan
tenaga akibat dari turbulence (gelora) udara yang meninggalkan bilah.

- Mampu untuk mengalir udara pada isipadu tinggi.

Diberi D1 = 700 mm Rajah 15 : Vaneaxial fan
N1 = 350 rpm
P1 = 300 Pa D2 = 800 mm
Q1 = 250 m3/min N2 = 400 rpm
HP1 = 4.0 kW P2 = ?
Q2 = ?
HP2 = ?

a. Tekanan P,

= 511.79 Pa

b. Kuasa Kuda HP,

20

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

= 11.64 kW

c. Kapasiti Q,

= 426.49 m3/min

Contoh 4

Apakah nilai laju, tekanan dan kuasa yang diperlukan untuk menggerakkan kipas melalui sistem
B pada 3.5 m3/s? (Rujuk gambarajah 21 Lengkung Perlakuan Sistem).

Ttitk Operasi Q1 = 4 m3/s Q2 = 3.5 m3/s
P1 = 362.12 Pa D1 = 90 cm
N1 = 1000 rpm D2 = 90 cm
HP1 = 2.36 kW

Laju Kipas N,

rpm

Tekanan Jumlah P,

Pa

Kuasa Kuda HP,

kW

21

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 16 : Lengkung Perlakuan Sistem

Tubeaxial

- Digunakan untuk mengatasi tekanan statik yang tinggi.
- Sama seperti Vaneaxial fan tetapi tidak mempunyai bilah pengarah.
- Bentuknya ringkas dan kurang berkesan jika dibandingkan dengan Vaneaxial fan.

22

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 17 : Tubeaxial fan
1.3.1.2 Kipas Aliran Jejari/Empar (Radial/Centrifugal)
Mengandungi roda putar (rotor) yang berpusing dalam perumah spiral.
Tekanan udara pada pusat pusingan roda lebih rendah daripada tekanan udara sekeliling.
Tekanan udara akan meningkat dalam spiral housing apabila wheel berpusing.
Udara mengalir sepaksi dengan pusat dan bergerak mengikut jejari bilah kipas dan mengalir
keluar secara tanjen dengan bilah oleh tindakan daya empar.
Terbahagi kepada 3 dan ditentukan oleh susunan bilahnya.

1. Berbilah kehadapan (forward – curved)
2. Berbilah kebelakang (backward – curved)
3. Berbilah lurus (straight)
1. Kipas Aliran Jejari Berbilah Kehadapan
- Terdapat 20 – 64 bilah diperbuat daripada bahan-bahan yang ringan.
- Bilah-bilahnya secara relatif adalah pendek dan nisbah garispusat dalam kepada

garispusat luar adalah besar.
- Kecekapan mekanikal terbaik yang dicapai adalah ≈ 80 %.
- biasanya digunakan dalam kerja-kerja pengalihudaraan secara komersial.
- mempunyai halaju persisian (peripheral speed) yang rendah dan beroperasi dengan

senyap.
- direkabentuk untuk beroperasi pada tekanan statik 0.25 kPa.
- sesuai untuk pengeringan dasar cetek.

23

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 18: Kipas Aliran Jejari Berbilah Kehadapan

2. Kipas Aliran Jejari Berbilah Kebelakang
- Mengandungi 8 – 50 bilah-bilah.
- Beroperasi pada kelajuan yang tinggi dua kali ganda berbanding dengan berbilah
kehadapan.
- Bilah-bilah yang dibina adalah dalam di mana nisbah garispusat dalam dengan garispusat
luar adalah kecil.
- Kegunaannya meluas tetapi biasanya digunakan dalam keadaan di mana perubahan yang
besar terhadap isipadu aliran udara.
- Ianya memerlukan binaan yang teguh untuk menahan aliran udara yang laju dan tinggi.
- Kecekapannya lebih tinggi berbanding dengan kipas berbilah kehadapan.
- Kecekapan mekanikal terbaiknya adalah ≈ 80 %.
- Kipas terbaik untuk mencapai kestabilan dan tidak mengakibatkan beban lampau
(overload) pada motor.
- juga dapat beroperasi pada kelajuan yang tinggi tanpa menghasilkan bunyi bising yang
berlebihan.

Rajah 19 : Kipas Aliran Jejari Berbilah Kebelakang

24

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

3. Kipas Aliran Jejari Berbilah Lurus
- Mempunyai bilah yang paling sedikit (5 –12 bilah)
- Juga dikenali sebagai bilah jejari (radial blade) sebab bilah-bilahnya tersusun dalam jejari
roda.
- Digunakan untuk isipadu anjakan yang rendah melawan tekanan yang tinggi.
- Beroperasi pada kelajuan 500 – 3000 rpm.
- Kelebihannya ialah bahan boleh dibawa melalui aliran udara.
- Kelemahannya ialah kurang berkesan sebab masih wujud gelora.

Rajah 20 : Kipas Aliran Jejari Berbilah Lurus

1.3.2 Ciri-Ciri Operasi Kipas Aliran Jejari/Empar
Faktor utama yang menentukan operasi kipas adalah;

1. tekanan
2. isipadu aliran
3. kuasa
Bagi mengekalkan kestabilan operasi, pengurangan tekanan udara harus dilakukan dengan cara
meningkatkan isipadu udara dalam bidang kerja.
1.3.3 Faktor Pemilihan Kipas (Fan Selection)
Faktor pemilihan jenis dan saiz kipas adalah seperti berikut:-
1. Kuantiti udara yang diperlukan
2. Tekanan statik kipas
3. Bahan yang akan dikendalikan
4. Pacuan terus atau talisawat
5. Batasan ruang yang ada
6. Kebisingan yang dibenarkan.
7. Suhu operasi
8. Kecekapan

25

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.3.4 Prestasi Kipas (Fan Performance)

Prestasi kipas adalah menunjukkan isipadu, jumlah tekanan, tekanan statik, halaju, kuasa
masukan, kecekapan mekanikal dan kecekapan statik pada ketumpatan yang ditentukan bagi
sesebuah kipas.

Air Moving and Conditioning Association (ASME) mendefinasikan ;

1.Isipadu/ Kapasiti (volume)
kuantiti aliran udara, (m3/s) isipadu udara per saat yang dihasilkan oleh kipas.

2.Tekanan Jumlah (Total Pressure)
Peningkatan tekanan daripada ruang masukan (inlet) kipas kepada keluaran (outlet).

3.Tekanan Statik (Static Pressure)
Tekanan statik adalah jumlah tekanan udara blower yang dihasilkan untuk menggerakkan
uadara melalui bijian yang disimpan dalam bin.
Tekanan statik dipengaruhi oleh kedalaman bijian yang disimpan, saiz dan kandungan
kelembapan bijian, kekotoran (sampah) dalam bijian yang disimpan dan aliran udara.
Tekanan statik biasanya meningkat dengan:
● peningkatan kedalaman
● kekotoran berlebihan
● peningkatan pengaliran udara
Kebanyakan kipas yang digunakan dalam pengeringan beroperasi pada tekanan statik 12.5
hingga 1250 Pascal (0.05 hingga 5 in. water).

Tekana Jumlah Lengkung Perlakuan
Kuasa, Tekanan Keceka

Kuasa Kecekapan

Tekanan
Q, Kuantiti Aliran Udara,

Rajah 21 : Lengkung sistem Kipas

26

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

4.Kuasa Output
Merupakan kuasa yang dihasilkan oleh kipas untuk menghantar udara.
Dinyatakan dalam kuasa kuda (HP) dan berdasarkan kepada isipadu kipas dan Tekanan
Jumlah kipas.

5.Kuasa Input
Ialah kuasa kuda yang dibekalkan kepada aci kipas.

Kecekapan Mekanikal (Mechaniocal Efficiency)
Nisbah kuasa output kepada kuasa input.

di mana ;
di mana q = ft3 udara dikeluarkan seminit
= berat spesifik lb/ft2
H = Jumlah turus, ft (total head)

Jumlah kecekapan mekanikal ,

Kecekapan Statik,
Atau

Lengkung Prestasi/Kriteria Kipas

27

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Sesebuah kipas beroperasi pada prestasi yang dinyatakan oleh pengeluar kipas pada kelajuan
tertentu. Carta prestasi kipas ditunjukkan ole lengkung prestasi untuk siri kelajuan kipas.

Rajah 22: Lengkung Prestasi Kipas

1.3.4.1 Perubahan Lengkung Sistem

Jumlah Jika kipas kotor atau
b

a
c

Pressure Tekanan Po
Efficienc H
y Power b - ada gangguan
kepada sistem
a - normal

a c

b
Lengkung Sistem A

Volume, Q ( cfm)

Rajah 23 : Perubahan Lengkung Sistem

28

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.3.5 Hukum Kipas(Fan Laws)

Dalam reka bentuk kipas, biasanya ia tertumpu kepada tiga pembolehubah bebas (kelajuan,
ketumpatan udara, diameter pendesak) pada satu-satu masa. Hukum kipas (fan law) boleh
diringkaskan seperti berikut:

Variable speed (N) Variable diameter (D) Variable air density (ρ)
P α N2 P α D2 Pα ρ
Qα N Q α D3 Q fixed
HP α N3 HP α D5 HP α ρ

Rumusan variable speed and density
1.
2.
3.
4.
5.

6.

29

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 1

Sebuah kipas menghantar 2.5 m3/s pada tekanan statik 375 Pa bila beroperasi pada kelajuan
450 rpm dan memerlukan kuasa input 3.2 kW. Sekiranya pemasangan yang sama diperlukan
untuk menggerakkan 3.5 m3/s, apakah nilai bagi laju, tekanan statik dan kuasa kipas tersebut?

Q  N, rpm
P  N2, Pa
HP  Q3 kW

Contoh 2

Sebuah kipas beroperasi pada kelajuan 850 rpm untuk menggerakkan 150 m3/s udara pada
ketumpatan 1.2 kg/m3, tekanan 2.2 kPa dan kuasa 440 kW. Jika kecekapan kipas dikekalkan,
beroperasi pada kelajuan 1100 rpm dan ketumpatan 1.1 kg/m3, tentukan tekanan, kapasiti
udara dan kuasa yang diperlukan.

Tekanan ,

= 3.377 kPa

30

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Kapasiti,

= 194.1 m3/s

Kuasa,

= 874 kW
Rumusan Hukum Kipas
Kombinasi hukum-hukum kipas memberikan hukum umum untuk kipas.

1. Kapasiti Q,
2. Tekanan P,
3. Kuasa Kuda HP,

4. Laju Kipas N,
5. Laju Kipas N,

6. Diameter roda D,

Di mana; D = diameter roda
P = Tekanan
N = Laju (rpm)
HP = Kuasa kuda
Q = volume (kapasiti )

31

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Contoh 3

Data-data di bawah diberikan oleh kipas aliran jejari semasa operasi pengudaraan dalam

keadaan ketumpatan udara malar.

Diameter rotor = 700 mm

Tekanan statik = 300 Pa

Kelajuan rotor = 350 rpm

Kapasiti udara = 250 m3/min

Kuasa kuda = 4.0 kW

Jika kipas homologous yang berdiameter rotor 800 mm dengan kelajuan rotor ditingkatkan

kepada 400 psm digunakan, tentukan nilai-nilai berikut bagi kipas berkenaan.

a. Tekanan statik

b. Kuasa

c. Kapasiti udara

1.4 PENGERINGAN

Pengeringan adalah proses mengurangkan kandungan lembapan (air) dalam bijirian selepas
dituai kepada paras yang diterima untuk pasaran, penyimpanan atau pemprosesan. Adalah
penting untuk mengeringkan bijirin yang dituai dengan cepat dan berkesan sebelum simpanan.
Ini penting bagi mengekalkan kualiti bijirin melalui pengurangan kandungan lembapan untuk
meminimumkan serangan oleh serangga dan mikroorganisma (bakteria, kulat, dan sebagainya),
dan untuk mencegah percambahan. Kaedah pengeringan traditional adalah melalui pendedahan
bijirin basah kepada cahaya matahari dan angin. Namun kaedah pengeringan mekanikal adalah
sangat popular sekarang ini iaitu menggunakan alat pengering.

1.4.1 Sistem Pemanasan

Proses pemanasan adalah sangat intensif penggunaan tenaga, di mana mencakupi peratusan
besar (10% hingga 15%) daripada jumlah kos pengeluaran. Terdapat dua kaedah utama
pemanasan (sumber tenaga haba) dalam proses pengeringan bijirin iaitu

1. sistem pemanasan secara terus (direct heating system)
2. sistem pemanasan secara tidak terus (indirect heating system).

1. Sistem Pemanasan Secara Terus

- Haba daripada hasil pembakaran akan digerakkan terus melalu bijirin.
- Tiada permukaan pemindahan haba.
- Murah dan amat berkesan dalam penggunaan tenaga.
- Masalah utama adalah kemungkinan hasilan boleh rosak disebabkan oleh asap.

32

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Rajah 24 : Sistem Pemanasan Secara Terus
2. Sistem Pemanasan Secara Tidak Terus

- Haba daripada hasil pembakaran akan dipindahkan kepada permukaan pemindahan haba
dan dihantar melalui bijirin.

- Hasil pembakaran tidak dibenarkan bercampur dengan bijirin.
- Kos operasi agak tinggi.
- Dapat menghasilkan hasilan yang berkualiti.

Rajah 25 : Sistem Pemanasan Secara Tak Terus

33

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

1.4.2 Jenis-Jenis Pembakar (Burner)

Terdapat berbagai jenis pembakar (burner) yang digunakan dalam pelbagai bidang, bergantung
kepada bekalan bahan api dan tujuan pembakar. Antara pembakar yang biasa digunakan ialah
seperti

1. Pembakar gas (LPG)
2. Pembakar minyak
3. Pembakar bahan api pepejal (kayu)
4. Pembakar elektrik

1. Pembakar gas (Liquefied Petroleum Gas)(LPG)
LPG adalah bahan api yang paling mudah dan bersih untuk kegunaan domestik dan adalah sangat
popular pada hari ini. LPG adalah produk yang dibentuk semasa penyulingan petroleum dan
disimpan untuk dipasarkan dalam silinder. Ia digunakan secara umum bagi dapur memasak dan
untuk tujuan perindustrian.
Terdapat beberapa kelebihan apabila dibandingkan dengan bahan api pepejal;

- Ia akan menyala langsung tanpa prapemanasan
- nilai yang tinggi kalori di mana masa pemanasan adalah pendek
- Ia adalah bahan api yang sangat bersih, membakar selamat dengan api tanpa asap biru.
- bekas gas yang ringan mudah untuk pengangkutan dan diisi semula.
- Kehilangan haba pada sistem adalah rendah.
Kelemahannya
- Pada umumnya pembakar gas adalah mahal
- Terdapat risiko berlaku kebocoran sistem

Rajah 26 : Liquefied Petroleum Gas

34

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

2. Pembakar minyak

Pembakar minyak adalah sistem kedua paling biasa digunakan. Minyak dari tangki penyimpanan
ditarik ke dalam pembakar. Pembakar akan mengatomis minyak (bertukar ke titisan kecil kabus
minyak), bercampur dengan udara dan terbakar dengan percikan bunga api. Api yang terhasil
akan ditembak keluar melalui tiub ledakan ke dalam kebuk pembakar. Gas pembakaran bergerak
melalui permukaan pemindahan haba atau terus melalui bijian yang hendak dikeringkan.
Kelebihannya

- Ringkas dan murah berbanding gas.

Rajah 27 : Oil Burner

3. Pembakar Biomass (Sisa Pertanian)

Bahan utama yang digunakan sebagai bahan bakar ialah kayu, tempurung, tandan, sekam dan
sebagainya. Ianya biasa digunakan untuk industri pengeringan seperti tembakau, kelapa, padi
dsb sebagai sumber tenaga yang murah.

Rajah 28 : Bahan bakar Biomass

35

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
4. Pembakar Elektrik
Pembakar elektrik sangat popular digunakan pada masa ini kerana ianya mudah dan tidak
menghasilkan asap. Selain itu pembakar elektrik juga mempunyai pengawalan suhu yang baik
iaitu menggunakan deria (sensor) yang dikawal secara automatik. Pembakar ini biasanya
digunakan dalam industri makanan seperti kilang roti dan kek.

Rajah 29 : Pembakar Elektrik

36

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
1.4.3 Kaedah Pengeringan Bijian
Terdapat dua kaedah untuk mengeringkan bijian yang biasa di amalkan iaitu

1. pengeringan matahari
2. pengeringan buatan (artificial drying)
1. Kaedah Pengeringan Matahari
Untuk pengeringan matahari, bijian akan diratakan di atas lantai konkrit, tikar, dulang dsb dan
didedahkan kepada cahaya matahari. Kaedah ini biasanya popular di negara yang mana penuaian
berlaku pada musim kering (kemarau) seperti Afrika Barat atau Hindia Barat. Dengan cahaya
matahari yang mencukupi dan hujan sedikit, pengeringan matahari mungkin mengambil masa
kira-kira satu minggu, tetapi jika cuaca tidak baik atau hujan ia akan mengambil masa yang lebih
lama.

Rajah 30 : Kaedah Pengeringan Matahari

2. Kaeah Pengeringan Buatan (Artificial Drying)
Kaeah pengeringan buatan ialah kaedah pengeringan yang menggunakan peralatan mekanikal
dan menggunakan sumber tenaga haba selain dari matahari. Kaedah pengeringan ini sangat
berkesan di mana pengeringan boleh dilakukan pada bila-bila masa siang atau malam dan boleh
mengurangkan kos buruh. Secara umumnya, kaedah pengeringan ini dapat menghasilkan kualiti
bijirin yang lebih baik berbanding dengan pengeringan matahari di mana pengeringannya lebih
seragam dan pengilangan yang lebih tinggi hasil.

37

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
Terdapat dua jenis alat pengering bijian yang biasa digunakan.

1. Pengering Berkelompok (Batch Dryer)
2. Pengering Aliran Berterusan (Continuous Flow Dryer)
1. Pengering Berkelompok (Batch Dryer)
Pengering bin adalah sebuah bekas berbentuk silinder atau segi empat tepat yang dilengkapi
dengan lantai berlubang (perforated). Dalam sistem ini, bijian dimuatkan dalam satu kelompok
dan tetap di dalam pengering sepanjang tempoh pengeringan. Udara panas daripada bawah bin
akan melalui bijirin pada kelajuan yang agak rendah (m3/s per meter persegi luas lantai bin).
Pengering ini biasanya mempunyai kapasiti yang tinggi dan kos permulaan yang rendah.

Rajah 31 : Pengering Bin

38

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN
Terdapat dua jenis alat pengering berkelompok iaitu

a. Pengering Dasar Dalam (Deep Bed Drying)
b. Pengering Dasar rata (Flat Bed Drying)
a. Pengering Dasar Dalam (Deep Bed Drying)
- Biasanya dipraktikkan sebagai pengering setempat/di ladang di mana bin juga boleh

digunakan sebagai stor. Mampu mengering bijirin dengan kapasiti yang banyak. Bentuk
yang biasa digunakan ialah bulat (bin) ataupun segiempat.
- Adalah disyorkan operasi pengering ini adalah seperti berikut:

o bahawa kadaralir udara pengering adalah 2.94 - 3.92 m3/min per ton
o jika kandungan lembapan bijirin kurang daripada 18%, tebal lapisan bijian perlu

dihadkan kepada 3 m dan untuk melebihi 18% kandungan lembapan tebal
lapisan adalah 2.5m.
o Lantai berlubang (perforated floor) adalah 15% daripada luas lantai
o Halaju udara pada masukan adalah 300 m/min.

Rajah 32 : Deep Bed Drying

39

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

b. Pengering Dasar rata (Flat Bed Drying)
- Pengering dasar rata mempunyai reka bentuk yang mudah.
- Luas permukaan pengering adalah luas manakala kedalaman bijirin adalah cetek.
- Kapasiti pengering antara 1-2 tan dengan ketebalan lapisan bijirin adalah cetek iaitu
sehingga 0.6 – 1.2 m dan bijirin diletakkan di atas lantai berlubang.
- Halaju udara pengering biasanya 0.15 - 0.25 m3/s diperlukan.

Rajah 33 : Flat Bed Drying

- Kelebihan pengering dasar rata ialah
o Bijirin dapat dikeringkan secara serentak
o Kemungkinan wujud pengeringan lampau adalah kecil
o Tekanan udara rendah diperlukan.

c. Pengering Talam (Tray Drying)
- Pengering terdiri daripada kabinet yang mengandungi tray yang disambungkan ke sumber
udara yang panas.
- Udara memasuki bawah kebuk bawah tray dan kemudian naik, melalui tray bijian yang
hendak dikeringkan, dan keluar dari pembukaan di bahagian atas ruang.
- Aliran udara dalam sistem ini ditunjukkan dalam Rajah 31 di bawah.

Rajah 34 : Pengering Talam

40

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

2. Pengering Aliran Berterusan (Continuous Flow Dryer)

Pengering aliran berterusan boleh dianggap sebagai lanjutan daripada pengering berkelompok
yang beredar semula. Walau bagaimanapun, bukannya bijirin yang beredar semula dari bawah
ke atas, tetapi bijian disejukkan dan dialirkan kestor sementara. Dalam sistem ini terdapat i bin
utama di bahagian atas pengering. Bahagian penyejukan yang terdapat dibawah petak
pengeringan akan menghembus udara persekitaran melalui bijian. Pada bahagian bawah
pengering sistem kawalan akan mengawal peredaran bijian melalui pengering dan keluaran.

Dalam sistem ini, udara panas mengalir terus melalui bijirin. Selepas udara panas, udara sejuk
akan ditiup melalui bijirin. Oleh kerana bijirin hanya melalui ruang pengeringan hanya sekali,
biasanya bijirin tidak kering secara seragam sebagaimana pengering kelompok peredaran
(recirculating batch dryers). Kelebihan pengering aliran berterusan ialah dapat mengering
bijirin dengan kuatiti yang banyak tanpa henti.

Terdapat tiga kategori pengering aliran berterusan berdasarkan cara di bijian didedahkan
kepada udara pengeringan:

1. Aliran silang (crossflow), di mana bijian bergerak ke bawah dalam ruang antara dua
kepingan logam berlubang manakala udara dipaksa melalui bijirin secara melintang.
Pengering jenis ini adalah agak mudah dan murah.

2. Aliran songsang (counterflow), yang menggunakan bin bulat dengan sistem memunggah
di bahagian tapak dan dibahagian atas aliran udara. Pengering ini agak berkesan kerana
udara pengering melalui bijirin basah. Kedalaman bijian sehingga 3-4 m boleh digunakan.

3. Aliran serentak (concurrent flow), udara pengering bergerak ke bawah melalui bijian.
Suhu udara yang tinggi boleh digunakan. Pengeringan cepat berlaku di lapisan atas tetapi
lebih perlahan pada bahagian bawah.

Rajah 35 : Pengering Berterusan

41

BAB 1 STOR DAN PENGERINGAN BIJIAN

Pengering yang paling biasa digunakan dalam pengering aliran berterusan adalah pengering
kolumnar aliran silang, yang boleh diklasifikasikan sebagai jenis pengering bukan pencampuran
dan pencampuran. Terdapat dua jenis yang utama iaitu Jenis bercampur dan tidak bercampur

1. Pengering Jenis Bercampur (Mixing Type)

Dalam pengering jenis bercampur, sesekat disediakan untuk menyebabkan bijirin
bercampur semasa aliran ke bawah.
Pengering jenis ini menggunakan aliran udara yang rendah (50-95 m3/min per ton) dan suhu
udara pengeringan yang tinggi 65oC. Ruangan ber bentuk zig-zag ditutup oleh skrin pada
kedua-dua belah untuk membantu pencampuran semasa proses pengeringan.

Rajah 36 : Pengering Aliran Berterusan (Jenis Bercampur)

2. Pengering Tidak Bercampur (Non-Mixing dryers)

Tidak terdapat sesekat dalam ruang dan pengeringan berlaku antara dua skrin yang selari.
Pengering jenis ini aliran udara yang tinggi (125 - 250 m3/min per ton) digunakan dengan suhu
udara pengering 54oC.

Rajah 37 : Pengering Aliran Berterusan (Jenis Tidak Bercampur)

42