SKRIPSI
un KINERJAPROTOTIPE MESINPENDINGIN ADSORPSI INTER1\tI'ITEN SILICA GEL METANOL
Oleb: ANTON NURARIFYANTO FOI498066
2003 FAKULTAS TEKNOLOGIPERTANIAN INSTITUTPERTANIAN BOGOR BOGOR
Anton
Nurarifyanto.
F01498066. Uji Kinerja Prototipe
Me.in Pendingin . Adsorpsi Intennitten Silleagel-Metano). Dibawah Blmbingan Y. Aris Purwanto.
RINGKASAN
Penyimpanan dingin merupakan salah satu usaha untuk mempertahankan dan memperpanjang
urnur
simpan dsri produk pertanian soperti buah-buahan dan
sayuran. Dewasa ini telab dikenal beberapa sistem pendinginan yang digunakan dipasaran. diantaranya sistem konvensional dan non konvensional. Dari kedua sistem di atas, sistem non konvensional adsorpsi silica gel metanol merupakan salah satu metode yang sedang dikembangkan, karena sistem pendingin ini ramah lingkungan dan dapat menggunakan energi tennal untuk menjalankan siklus pendinginannya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji perfonnansilkinerja dari mesin pendingin tipe adsorpsi silica gel metanol yang dirancang secara intermitten. Selain itu
penelitian
ini juga
bertujuan
untuk
mengident.ifikasi
faktor-faktor
yang
berpengaruh terhadap kinerja dari mesin dan melakukan simulasi subu model steady
slale untuk memprediksi kinerja dari mesin yang dibuat secara teoritis dan membandingkannya dengan hasil percobaan. Komponen utama dari mesin pendingin sistem adsorpsi intermirren ini terdiri dari kondensor, evaporator, dan ruang penyerapan (gen !rator) sebagai kompresor tenna!. Kompresor termal bekerja dalam dua fase yaitu fase adsorpsi dan fase desorpsi. Pada fase satu siklus operasi refrigeran diuapkan pada tekanan dan suhu yang rendah di evaporator, sehingga menyebabkan kondensat refrigeran dalam ,
evaporator berekspansi dan menguap dengan mengambil panas sekelilingnya, sehingga rnenghasilkan efek refrigerasi. Uap refrigeran yang terjadi mengalir kedalam unit generator-ads-orher untuk diadsorpsi dengan mengeluarkan panas ke sekeliling sambil didinginkan di generator untuk diserap oleh silica gel pada ruang reaksi dibawah kondisi isobarik. Setelah proses adsorpsi selesai, kemudian diikuti dengan pemanasan silica gel dan desorpsi secara isobarik dalam generator. Proses ini terjadi karena pemanasan yang dilakukan di unit generator menyebabkan refrigeran yang ada di dalamnya terpisah dari zat penyerapnya dan mengalir menuju kondensor. Uap refrigeran
tersebut kemudian berkondensasi di unit kondensor karena
pendinginan dari
sekelilingnya yang temperatumya lebih rendab. Unit generator terbuat dari stainless steel dengan ukuran tebal, diameter, dan tinggi masing-masing 0.5 em
x
13 em
x
52 em. Unit kondensor terbuat dari stainless
steel dengan uklllan tcbal, diameter, dan tinggi masillg-masing 0.5 em x
x
17.5
elll
52 em dan unit evaporator terbuat dari stainless steel dengan ukuran tebal,
diameter, dan tinggi masing-masing 0.5 em
x
23.5 em
x
40 em.
Fluida kerja yang digunakan dalam pereobaan ini adalah silica gel sebagai adsorben dan metanol (CH,OH) sebagai refrigeran. Silica gel memiliki daya affinitas
dan stability yang tinggi terhadap senyawa alkohol dan sangat baik digunakan untuk menguraikan hidrokarbon. Metallol memiliki titik didih yang rendah, dan apabila keduanya dikombinasikan dapat menghasilkan suhu pendinginan lebih rendah dari O°C. Pereobaan
dilakukan
sebanyak
tiga
kali
dengan
menggunakan
beban
pendinginan dan tanpa beban pendinginan. Laju aliran air panas dan air pendingin yang digunakan untuk memompa refrigeran dan membantu proses kondensasi sebesar 4 llmenit. Sedangkan laju aliran air yang digunakan sebagai heal exchanger pada evaporator sebesar 1.2 llmenit. Pada suhu kondesor antara 25°C - 29°C, suhu regenerasi maksirnum antara 72.4oC - 74.loC dan suhu evaporator antara _2.90C - 13.2SoC didapatkan nilai COP
(Coefficient of Performance) dari mesin pendingin berkisar antara 0.7 - 0.9. COP aktual terbesar ten:apai pada tekanan regenerasi 16.8 kPa. Dari basil simulas� pada keadaan suhu yang sarna dengan pengnkuran, diperoleh nilai COP sebesar 0.17.
UJI KINERJA PROTOTIPE MESIN PENDINGIN ADSORPSI INTERMn"IEN SILICA GEL METANOL
SKRIPSI
Sebagai salah satu .yarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: ANTON NURARIFYANTO F01498066
2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
FAKliLTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITlIT PERTANIAN BOGOR
IIJI KINERJA PROTOTlPE MESIN PENDINGIN ADSORPSI INTERMITTEN SILICA GEL MIlTANOL
SKRII'SI
Scbagai salah satu syarat untuk memperoleh gcJar SAR.IANA TEKNOLOGI PERTANJAN
Pada Jurusan Tcknik Pcrtall1
Dlch: ANTON NliRARIFYANTO
FOl498066
Dilahirkan pada tanggal 13 .fuli 1980 di Bandung
'fanggal hlus : 16 Januari 2003
RIWAYATHIDUP
� t�.:-:J
Penulis
dilahirkan eli Bandung pada tanggal
13 Juli 1980 dan
merupakan anak ke-l dari 3 bersaudara dengan ayah bemama Nurhendaya dan ibu bemama Wijayanti. Pada tahun 1992, penulis menyelesaikan pendidikannya dari SD ST.
Agustinus Bandung, kemudian melanjutkan pendidikan di SMPN 16 Bandung. Setelah lulus dari SMP pada tahun 1995 penulis melanjutkan studi ke SMU Negeri 10 Bandung hingga lulus pada tahun 1998. Pada tahun 1998, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur PMDK (Penelusuran Minat dan Sakat) di Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan menyelesaikan pendidikan saIjananya pada tahuo 2003. Selama menyelesaikan studinya di IPS, penulis melaksanakan Praktek Lapang di PT. Saung Mirwan, Bogor
pada tabun 2001 dengan mengambil topik Mernpelajari Teknik
Pengemasan dan Teknik Penyimpanan Dingin Tanaman Sayur-Sayuran Pada PT. Saung Mirwan, Ciawi, Bogor.
KATAPENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan limpahan ralunat dan bidayah-Nya penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi ini disusun berdasarkan alaS penelitian yang dilakukan dari bulan Maret sampai dengan Oktober 2002 yang bertempat di Laboratoritml StlIya, JurUSG.i.l Telmik Pertanian, Fakullas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pibak. Oleb karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan pengbargaan dan terima kasih kepada : I.
Keluargakn ten:inta, alas kasih sayang dan duknngan moral yang tak ternilai bargany. selama penulis menyelesaikan studi di [PB.
2.
Dr.Ir.Y.Aris Purwanto, MSc., selakn pembimbing akademik, alaS bimbingan dan araban
yang diberikan kepada penulis dalam kegiatan-kegiatan akademik,
selama melakukan penelitian, dan penyusunan skripsi ini. 3. Leopold.O.Nelwan, STP, MSi., alaS kesediaannya menjadi dosen penguji dan memberikan masukan selama penulis melakukan penelitian. 4. Dr.Ir.Usman Ahmad, MAgr., alas kesediaannya menjadi dosen penguji.
5. Bapak Rofik, Bapak Aep, dan Bapak Gunadnya yang telab banyak memberikan saran dan masukan selama penulis melakukan penelilian. 6.
Rekan-rekan TEP'35 alaS motivasi, keJjasama dan kebersamaannya.
7. Pihak-pihak yang turut berpartisipasi selama penulis melaknkan penelitian
bingga tersusunnya skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan, sehingga saran dan kritik yang membangun dari berbagai pibak sangat penulis barapkan sebagai bahan perbaikan. Penulis berbarap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi orang yang memerlukannya.
Bogor, Januari 2003
Penulis
i
Alion ':;Wf yang telon memberikan ranmat .erta nidayan-Nya Papa", Maman, adik·odikkl.! Andi e!l BOYlf serto kell.-o.rga besor Aki Cec.e (Aim) dan 8apa �artono (Aim), Om Adc, Om HaUmi en Om-f ante yang lain, KetLl:orgo Koko di Jakarta (tnak05ih bl.lot setnuanya) foek yang tersoyong litis Soriah yang lldoh "gos;" bonyak duklJngon, sl.lPport. serto kosi" 50yongnya, ..,doh sobar en kebal ngodepin AO.,(mak05ih b..at segatonya..I love \J so rtll.lch... ) Suot Clnak-onok "Damaro" Gubuk terc..intakl.l... fedi en rn.�n "My rooltl mate" yang I.Idah bonyok direpotin otnpe ngo bisCl tidllr..yo fed!!, bllot Cecep en ForidUnakdSih bllot kotnputernya yo!! Honif yang IIdoh ngebangl.lnin tiop malam..Bong kojoy en mas Kotar, Korim en Akson (makosi" bllClt sego\anyo ..Cepet pade IlII1.I5 ya..bllot 1"edit In.ln en Cc..p ) Peng"",n; lab 511rya..Pok Ropik yg \Ida" bonyak dire.potin en ngebantllin (cepet 11.1\1.15 pak!!). Mr. Aep ftlakasih bllat sega\anya!l Pak Harto, YlI::>lIf put;h. lJc.lIp,KlIrniawan, frio 5anti, Endoh en yang bareng \ainnya..(Keep ::>ftli\e Ok. Jdoga labnya ya!!) Mira, lita,Vani,O\\a,Jaya, Cec.ep, Yoga thank::> for YOllr'::> \ove, friend::> forever Okll Makasih bllat jadi sahib yang baek.... linda,Feny (senosib :;eperjlldongan ftlakosih udah neftlenin ngadep bareng... ),Prima yg \ldoh banyak direpotin..makasih printernya ya !! 5l1rili, GlI5
, Carno. Irwan,Danc.n9, Andi, Hendrdo, Utlln, Herman,50ni, f atar, Cepi, YlIbi, HlI::>ni, Pingkan, Ika, Bintang, mei, Mega, yeni, Ditta, Neny. 5lnta, Heppy,Zeni,E\in,Kan;a.Mpok Rite, Vickong,Umi (makcuih bllat kllenya '10..), Diana. Dj,rayi yang lIdah nemenin nyari ffD D05en.. femen-temen 35 lain yang ngak bi::>a disebl.ltin So.tll persatll, atna fep'36 jllQa Ihol! Mo.kasih bllat sel'nl.lanyo ..
PenlAis
11
DAFTAR lSI Halaman KATA PENGANTAR
.............
.
...................
..
......
...........
.
. ..
DAFTAR ISI ............ ................
111
DAFTAR GAMBAR
v
DAFTAR TABEL ...
VII
DAFTAR LAMPIRAN
VIII
.
I.
PE!>iDAHULUAN .......... A Pendahuluan ...............
.
.
B. Tujuan Penelitian ....... .... II.
3
'
T1!>iJAI'AN PUSTAKA
4
A. Proses Pendinginan..
4
B. Perkembangan Mesin Pendingin Adsorpsi
4
C Pemilihan Fluida Ke�ia Mesm Pendingin Adsorpsi
5
D. Pnnsip Kerja Mesin Pendingin Tipe Adsorpsi ........
6
.
E. Analisis Model Persarnaan Sifat Termodinamika Pasangan �edia Kerja Silica Gel-Metanol .
. ......... 10 . ........ 15
F. Penentuan COP ........... ................... ...........
.
II.
. ........... 16
METODE PENELlTlAN A. Waktu dan Tempat .......
........... .. 16
, . . . . . ..
B. Bahan dan Alat ......
. .......... ................ ... 16
.
C. Prosedur Penelitian ............. . . ".
"
..........
. . . . . .. . . . . . . . .
............ .
24 ........... 30
III. HASIL DAN PEM8AHASAN
30
A. Sistem Pendingin Tipe Adsorpsi Silica Gel Metanol . B. Pengujlan Kebocoran .
C. Uji Kinerja Mesin Pendingin Adsorpsi ......
.
D. Perbandingan Hasil Percobaan Dengan Sistem Pendingm Non Konvensional ...........................................
.
E. Simulasi Model Mesin Pendingin Adsorpsi .....
46
A. KesimpuJan . ...............
........ ..................... 42 .......................... 46
IV. KESIMPlILAN DAN SARAN
B. Saran
............................ 41
...................................
'"
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
47
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..........................................................
iv
49
51
