LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Blood Bank Cabinet
Darah merupakan suatu cairan yang sangat penting bagi manusia karena berfungsi sebagai alat transportasi serta memiliki banyak kegunaan lainnya
untuk menunjang kehidupan. Tanpa darah yang cukup seseorang dapat mengalami gangguan kesehatan dan bahkan dapat mengakibatkan kematian. Darah memerlukan tempat penyimpanan yang sering disebut Blood Bank Cabinet. Blood Bank Cabinet dapat berguna untuk keperluan penyimpanan baik di rumah sakit maupun di PMI (Palang Merah Indonesia). Blood Bank Cabinet biasanya berbentuk seperti kulkas pada umumnya atau chest type freezer hanya saja temperaturnya harus dijaga agar darah tidak rusak. Temperatur penyimpanan darah adalah 1°-6°C. Dengan temperatur yang terjaga, darah yang baru diambil dari pendonor (whole blood) dapat bertahan hingga 21 hari.
Gambar 2.1 Blood Bank Cabinet (Sumber Gambar:http://www.anugerahkimia.com/gbr/kirsch_2005_bl300.baru.jpg)
BAB II DASAR TEORI
5
LAPORAN TUGAS AKHIR
2.2 Komponen Blood Bank Cabinet
Blood Bank Cabinet mempunyai komponen-komponen penting. Secara
garis besar Komponen tersebut adalah:
1.
Komponen sistem refrigerasi kompresi uap.
2.
Kabin, tempat penyimpanan darah.
3.
Rangkaian listrik.
2.3
Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana
Sistem refrigerasi kompresi uap sederhana merupakan sistem refrigerasi yang menggunakan kompresor sebagai alat pemompa refrigeran. Uap refrigeran bertekanan rendah yang masuk pada sisi penghisap (suction) ditekan di dalam kompresor sehingga berubah menjadi uap refrigeran bertekanan tinggi yang dikeluarkan pada sisi keluaran (discharge). Sehingga dari proses tersebut dapat ditentukan sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Pada sistem kompresi uap, tempat dimana refrigeran menguap karena menyerap kalor dari media yang didinginkannya disebut dengan evaporator, alat untuk mengubah refrigeran cair bertekanan tinggi menjadi bertekanan rendah disebut alat ekspansi dan tempat refrigeran berkondensasi karena melepas kalor ke lingkungan disebut dengan kondensor.
BAB II DASAR TEORI
6
LAPORAN TUGAS AKHIR
Gambar 2.2 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap (Sumber Gambar: Althouse,2004)
Siklus refrigerasi di atas apabila digambar dalam diagram p-h :
3
2
4
1
Gambar 2.3 Diagram p-h siklus refrigerasi kompresi uap sederhana (Diagram mollier)
BAB II DASAR TEORI
7
LAPORAN TUGAS AKHIR
Proses yang terjadi di atas adalah sebagai berikut: 1-2 Proses Kompresi
Refrigeran masuk kompresor dalam keadaan uap jenuh dengan temperatur
rendah dan tekanan rendah. Refrigeran yang masuk kompresor ditekan sehingga
tekanannya naik dari tekanan suction menjadi tekanan discharge. Refrigeran yang keluar dari kompresor dalam keadaan temperatur tinggi dan tekanan tinggi.
Kerja yang dilakukan kompresor adalah:
Qw = m (h2 – h 1) (Dossat, 1981) .............................................................................. (2.1)
Dimana : Qw = Kerja Kompresi (kW)
m = Laju aliran massa refrigeran (kg/s)
h 1 = entalphi refrigeran masuk kompresor ( kJ/kg) h 2 = entalphi refrigeran keluar kompresor ( kJ/kg) Atau Dalam bentuk kerja spesifik : q w = h2 – h 1
(Dossat, 1981)
Sedangkan rasio kompresi dapat dihitung dengan persamaan: Rasio kompresi : r =
Pd (Dossat, 1981) ....................................................................... (2.2) Ps
Dimana : Pd = Tekanan discharge (bar) Ps = Tekanan suction (bar)
BAB II DASAR TEORI
8
LAPORAN TUGAS AKHIR
2-3 Proses Kondensasi
Refrigeran masuk kondensor dalam keadaan superheat. Di kondensor
refrigeran melepaskan kalor ke lingkungan sehingga terjadi penurunan temperatur batas uap jenuh, setelah itu refrigeran berubah fasa dari uap menjadi cair sampai
jenuh. Proses ini terjadi dalam keadaan tekanan konstan (Isobar) dan besar kalor yang dilepaskan dikondensor atau heat rejection adalah:
Qk = m (h 2 – h3) (Dossat, 1981) .......................................................................... (2.3)
Dimana :
Qk = Besarnya kalor yang dilepaskan di kondensor (kW)
m = Laju aliran massa refrigeran (kg/s) h 2 = Entalphi refrigeran masuk kondensor ( kJ/kg) h 3 = Entalphi refrigeran keluar kondensor ( kJ/kg) Atau Kalor dilepas spesifik adalah: q k = h2 - h3 (Dossat, 1981) Pembuangan kalor di kondensor yang berlanjut menyebabkan refrigeran setelah mengembun berlanjut dengan penurunan temperatur. Hal ini disebut subcooled. Subcooled menyebabkan efek refrigerasi yang lebih besar.
3-4 Proses Ekspansi Pada proses ini refrigeran mengalami penurunan tekanan. Dengan terjadinya penurunan tekanan maka temperatur refrigeran akan turun. Dalam hal ini refrigeran
BAB II DASAR TEORI
9
LAPORAN TUGAS AKHIR
tidak mengalami penambahan atau pengurangan energi sehingga prosesnya dalam kondisi entalphi konstan (isentalphy) yaitu h 3 = h4.
Dimana :
h 3 = Entalphi refrigeran masuk ekspansi ( kJ/kg)
h 4 = Entalphi refrigeran keluar ekspansi ( kJ/kg)
Umumnya refrigeran yang masuk dalam keadaan cair jenuh dan setelah
diekspansi refrigeran dalam keadaan campuran.
4-1 Proses Evaporasi Proses ini terjadi pada tekanan konstan (isobar). Refrigeran yang keluar dari alat ekspansi masuk ke evaporator lalu menyerap kalor dari bahan atau media yang akan didinginkan. Kalor yang diserap tersebut digunakan refrigeran untuk berubah fasa dari campuran menjadi uap jenuh. Refrigeran yang keluar dari evaporator dalam bentuk uap jenuh dan besar kalor yang diserap evaporator disebut beban pendinginan atau kapasitas pendinginan. Kalor yang diserap evaporator dapat dihitung dengan persamaan:
Qe = m (h 1 – h4) (Dossat, 1981) ......................................................................... (2.4) Dimana : Qe = Beban Pendinginan (kW)
m = Laju aliran massa refrigeran (kg/s) h 1 = Entalphi refrigeran masuk evaporator ( kJ/kg)
BAB II DASAR TEORI
10
LAPORAN TUGAS AKHIR
h 4 = Entalphi refrigeran keluar evaporator ( kJ/kg)
Sedangkan penarikan kalor spesifik disebut efek refrigerasi, dinyatakan
sebagai berikut: qe = h1 – h4. (Dossat, 1981) Berdasarkan besaran-besaran di atas maka akan didapat prestasi siklus
kompresi uap standar atau yang biasa disebut dengan COP (Coefficient of Perfoemance) sistem. COP didapat dari perbandingan antara efek refrigerasi dengan
kerja kompresi.
Untuk menghitung besarnya COP dapat digunakan persamaan sebagai berikut:
a. COPactual adalah perbandingan efek refrigerasi terhadap kerja kompresi. COP =
qe Efek Refrigerasi = qw (Wang, 2001) ......................................... (2.5) Kerja Kompresi
b. COPcarnot adalah perbandingan temperatur evaporasi dibandingkan dengan selisih temperatur kondensasi dan evaporasi. COP =
Tevap Tkond - Tevap (Wang, 2001) ......................................................... (2.6)
c. Efisiensi refrigerasi
adalah perbandingan
antara COPactual dan
COPcarnot. efisiensi
COPactual (Wang, 2001) COPcarnot ............................................................(2.7)
Penarikan kalor yang berlebihan di evaporator atau sepanjang pipa menuju suction kompresor menyebabkan refrigeran setelah menguap kemudian berlanjut dengan kenaikan temperatur. Hal ini disebut superheated. Superheated refrigeran yang masuk kompresor lebih panas, akibatnya kompresor bekerja lebih panas.
BAB II DASAR TEORI
11
