Uji Kinerja Prototipe Mesin Pendingin Adsorpsi Intermitten Silicagel-Metanol
SRIPSI
un INERJAPROTOTIPE ESINPENDINGIN ADSORSI INTETEN
SLICA GEL ETANOL
Oeb:
ANTON NURARIFYANTO
OI4966
2003
FAKULTAS TENOLOGIPERTANIAN
NSTITUTPERTANIAN BOGOR
BOGOR
Anton
Nurariyanto.
F01498066. Uji Kinerja Prototipe
Me.in Pendingin
.
Adsorpsi Intentten Silleagel-Metano). Dibawah Blmbingan Y. Aris Puwanto.
INGKASAN
Penyimpanan dingin merupakan salah satu usaha untuk memean dan
memerpanjang
nr
simpan i produk nian sopeti buah-buhan dan
sayuran. Dewasa ini telab dikenal beberapa sistem endinginan yng din
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 i adalah untuk menguji perfonnansilkineja i mesin
endingin tipe adsorpsi silica gel metanol yang dirancang secara intermitten. Selain
itu
penelitian
ini juga
betujuan
untuk
mengiden.iikasi
faktor-faktor
yang
eengaruh terhadap kinerja i mesin dan melakukan simulasi subu model steay
slale untuk memprdiksi kineja i mesin yang dibuat secara teoritis dn
membandingkannya dengan hasil percobaan.
Komonen utama i mesin endingin sistem adsorpsi intermirren ini terdiri
dari kondensor, evaporator, dan ruang penyerapan (gen !rator) sebagai komresor
tenna!. Kompresor termal ekerja dalam dua fase yaitu fase adsopsi dan fase
desopsi. Pada fase satu siklus oasi rerigeran diuapkan pda tekn dan suhu
yang rendah di evaporator, sehingga menyebabkan kondenat rerigeran dalam
,
evaporator erekspansi dan menguap dengan mengambil panas sekelilinnya,
sehingga nenghasilkan efek refrigerasi. Uap rerigeran yang terjadi mengalir
kedalam unit generator-a-orher untuk diadsopsi dengan mengeluarkan panas ke
sekeliling sambil didinginkan di generator untuk diserap oleh silica gel pada ruang
reaksi dibawah kondisi isobarik.
Setelah proses adsopsi selesai, kemudian diikuti dengan en silica gel
dan desorpsi secara isobarik dalam generator. Proses ini terjadi karena pemn
yang dilakukan di unit generator menyebabkan refrigeran yang ada di dalamnya
terpisah i at penyerapnya dan mengalir menuju kondensor. Uap refrigeran
tersebut kemudin erkondensasi di unit kondensor karena
pendinginan i
sekelilinnya yang tempemya lebih rendab.
Unit generator terbuat i stainless steel dengan ukuran tebal, diameter, dan
tinggi masing-masig 0.5 em
x
13 em
x
52 em. Unit kondensor terbuat i stainless
steel dengan uklllan tcbal, diameter, dn tinggi masilg-masing 0.5 em
x
x
17.5
ell
52 em n unit evaorator terbuat i stainless steel dengan ukuran tebal,
diameter, n tinggi masing-masing 0.5 em
x
23.5 em
x
40 em.
Fluida keja yang digunakan dalam pereobaan ini lh silica gel sebagai
adsorben n mol (CH,OH) sebagai rerigeran. Silica gel memiliki daya ainitas
n stabiliy yang gi ep senyawa alkohol dan sangat baik digunakan untuk
menguraikan hidrokarbon. Metallol memiliki titik didih yang rendah, n apabila
keduanya dikombinasikan dapat menghasilkan suhu pendinginan lebih rendah
dari O°C.
Pereobaan
dilakukan
sebanyak
tiga
i
dengan
menggunakan
beban
pendinginan n tanpa beban endinginan. Laju aliran air panas n air pendingin
yang digunakan untuk memompa rerigeran dan membantu proses kondensasi
seesar 4 llmenit. Sdangkan laju aliran air yang digunakan sebagai heal exchanger
pada evaorator ser 1.2 llmenit.
Pada suhu kosor antara 25°C - 29°C, suhu regenerasi maksnum antara
72.4oC - 74.loC n suhu evaorator antara _2.90C - 13.2SoC didapatkan nilai COP
(Coeicient of Performance) i mesin endingin erkisar antara 0.7 - 0.9. COP
aktual teresar i pada teanan regenerasi 16.8 P. Di basil simulas� pada
kansuhu yang a dengan engnkuran, dieroleh nilai COP eesar 0.17.
UJI KNERJA PROTOTIPE MESN PENDNGIN ADSORPSI INTERM"IEN
SLICA GEL METANOL
SKRPSI
Sebaai salah u .at nk memeroleh gelar
SAJANA TEKNOLGI PERTANIAN
Pada Jn Teknik Peanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pnian Bogor
Oleh:
ANTON NURARIFYANTO
F014966
203
FAKULTAS TEKNOLGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BGOR
FAKliLTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITlIT PERTANIAN BOGOR
IIJI KINERJA PROTOTlPE MESIN PENDINGIN ADSORPSI INTERMITTEN
SILICA GEL MlTANOL
SKRII'SI
Scbagai salah satu syarat untuk memperoleh gcJar
SAR.IANA TEKNOLOGI PERTANJAN
Pada Jurusan Tcknik Pcrtall1lf put;h.
J.Ip,KIrniawan, frio 5anti, Endoh en yang bareng \ainnya..(Keep >li\e Ok.
Joga labnya ya!!)
Mira, lita,Vani,O\\a,Jaya, Ce.ep, Yoga thank> for YOlr'> \ove, friend>
forever Okll Makasih blat jadi ahib yang baek....
linda,Feny (senosib ;eperjlongan lakosih udah nelenin ngadep
bareng... ),Prima yg doh banyak direpotin..makasih printernya ya !! 51rili,
GIilr, Edy, Bboho, foni,Iwan, Abong, nang, Der;>, Carno. Irwan,Dan.n9,
Andi, Hendro, Utln, Herman,50ni, f atar, Cepi, YIbi, HI>ni, Pingkan, Ika,
Bintang, mei, Mega, yeni, Ditta, Neny. 5lnta, Heppy,Zeni,E\in,Kan;a.Mpok
Rite, Vickong,Umi (makcuih blat klenya 10..), Diana. Dj,rayi yang Idah
nemenin nyari ffD D05en..
femen-teen 35 lain yang ngak bi>a disebltin S.tl persatl, ana fep'36
jQa Ihol! M.kasih blat senlanyo ..
PenAis
11
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR
.............
.
...................
..
......
...........
.
. ..
DAFTAR ISI ............ ................
111
DAFTAR GAMBAR
v
DAFTAR TABEL ...
VII
DAFTAR LAMPIRAN
VIII
.
I.
PEiDAHULUAN ..........
A Pendahuluan ...............
.
.
B. Tujuan Penelitian ....... ....
II.
3
'
T1iJAI'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 Mdel Persanaan Sifat Termodinamika Pasangan �edia
Kerja Silica Gel-Metanol .
. ......... 10
. ........ 15
F. Penentuan COP ........... ................... ...........
.
II.
. ........... 16
METODE PENELlTlAN
A. Waktu dan Temat .......
........... .. 16
, . . . . . ..
B. Bahan dan Alat ......
. .......... ................ ... 16
.
C. Prosedur Penelitian ............. . .
".
"
..........
. . . . . .. . . . . . . . .
............ .
24
........... 30
III. HASIL DAN PEM8AHASAN
30
A. Sistem Pendingin Tie Adsorpsi Silica Gel Metanol .
B. Pengujlan Kebocoran .
C. Uji Kinerja Mesin Pendingin Adsorpsi ......
.
D. Perbandingan Hasil Percobaan Dengan Sistem Pendingm
Non Konvensional ...........................................
.
E. Simulasi Mdel Mesin Pendingin Adsorpsi .....
46
A. KesimpuJan .
...............
........ ..................... 42
.......................... 46
IV. KESIMPlILAN DAN SARAN
B. Saran
............................ 41
...................................
"
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..........................................................
iv
49
51
un INERJAPROTOTIPE ESINPENDINGIN ADSORSI INTETEN
SLICA GEL ETANOL
Oeb:
ANTON NURARIFYANTO
OI4966
2003
FAKULTAS TENOLOGIPERTANIAN
NSTITUTPERTANIAN BOGOR
BOGOR
Anton
Nurariyanto.
F01498066. Uji Kinerja Prototipe
Me.in Pendingin
.
Adsorpsi Intentten Silleagel-Metano). Dibawah Blmbingan Y. Aris Puwanto.
INGKASAN
Penyimpanan dingin merupakan salah satu usaha untuk memean dan
memerpanjang
nr
simpan i produk nian sopeti buah-buhan dan
sayuran. Dewasa ini telab dikenal beberapa sistem endinginan yng din
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 i adalah untuk menguji perfonnansilkineja i mesin
endingin tipe adsorpsi silica gel metanol yang dirancang secara intermitten. Selain
itu
penelitian
ini juga
betujuan
untuk
mengiden.iikasi
faktor-faktor
yang
eengaruh terhadap kinerja i mesin dan melakukan simulasi subu model steay
slale untuk memprdiksi kineja i mesin yang dibuat secara teoritis dn
membandingkannya dengan hasil percobaan.
Komonen utama i mesin endingin sistem adsorpsi intermirren ini terdiri
dari kondensor, evaporator, dan ruang penyerapan (gen !rator) sebagai komresor
tenna!. Kompresor termal ekerja dalam dua fase yaitu fase adsopsi dan fase
desopsi. Pada fase satu siklus oasi rerigeran diuapkan pda tekn dan suhu
yang rendah di evaporator, sehingga menyebabkan kondenat rerigeran dalam
,
evaporator erekspansi dan menguap dengan mengambil panas sekelilinnya,
sehingga nenghasilkan efek refrigerasi. Uap rerigeran yang terjadi mengalir
kedalam unit generator-a-orher untuk diadsopsi dengan mengeluarkan panas ke
sekeliling sambil didinginkan di generator untuk diserap oleh silica gel pada ruang
reaksi dibawah kondisi isobarik.
Setelah proses adsopsi selesai, kemudian diikuti dengan en silica gel
dan desorpsi secara isobarik dalam generator. Proses ini terjadi karena pemn
yang dilakukan di unit generator menyebabkan refrigeran yang ada di dalamnya
terpisah i at penyerapnya dan mengalir menuju kondensor. Uap refrigeran
tersebut kemudin erkondensasi di unit kondensor karena
pendinginan i
sekelilinnya yang tempemya lebih rendab.
Unit generator terbuat i stainless steel dengan ukuran tebal, diameter, dan
tinggi masing-masig 0.5 em
x
13 em
x
52 em. Unit kondensor terbuat i stainless
steel dengan uklllan tcbal, diameter, dn tinggi masilg-masing 0.5 em
x
x
17.5
ell
52 em n unit evaorator terbuat i stainless steel dengan ukuran tebal,
diameter, n tinggi masing-masing 0.5 em
x
23.5 em
x
40 em.
Fluida keja yang digunakan dalam pereobaan ini lh silica gel sebagai
adsorben n mol (CH,OH) sebagai rerigeran. Silica gel memiliki daya ainitas
n stabiliy yang gi ep senyawa alkohol dan sangat baik digunakan untuk
menguraikan hidrokarbon. Metallol memiliki titik didih yang rendah, n apabila
keduanya dikombinasikan dapat menghasilkan suhu pendinginan lebih rendah
dari O°C.
Pereobaan
dilakukan
sebanyak
tiga
i
dengan
menggunakan
beban
pendinginan n tanpa beban endinginan. Laju aliran air panas n air pendingin
yang digunakan untuk memompa rerigeran dan membantu proses kondensasi
seesar 4 llmenit. Sdangkan laju aliran air yang digunakan sebagai heal exchanger
pada evaorator ser 1.2 llmenit.
Pada suhu kosor antara 25°C - 29°C, suhu regenerasi maksnum antara
72.4oC - 74.loC n suhu evaorator antara _2.90C - 13.2SoC didapatkan nilai COP
(Coeicient of Performance) i mesin endingin erkisar antara 0.7 - 0.9. COP
aktual teresar i pada teanan regenerasi 16.8 P. Di basil simulas� pada
kansuhu yang a dengan engnkuran, dieroleh nilai COP eesar 0.17.
UJI KNERJA PROTOTIPE MESN PENDNGIN ADSORPSI INTERM"IEN
SLICA GEL METANOL
SKRPSI
Sebaai salah u .at nk memeroleh gelar
SAJANA TEKNOLGI PERTANIAN
Pada Jn Teknik Peanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pnian Bogor
Oleh:
ANTON NURARIFYANTO
F014966
203
FAKULTAS TEKNOLGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BGOR
FAKliLTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITlIT PERTANIAN BOGOR
IIJI KINERJA PROTOTlPE MESIN PENDINGIN ADSORPSI INTERMITTEN
SILICA GEL MlTANOL
SKRII'SI
Scbagai salah satu syarat untuk memperoleh gcJar
SAR.IANA TEKNOLOGI PERTANJAN
Pada Jurusan Tcknik Pcrtall1lf put;h.
J.Ip,KIrniawan, frio 5anti, Endoh en yang bareng \ainnya..(Keep >li\e Ok.
Joga labnya ya!!)
Mira, lita,Vani,O\\a,Jaya, Ce.ep, Yoga thank> for YOlr'> \ove, friend>
forever Okll Makasih blat jadi ahib yang baek....
linda,Feny (senosib ;eperjlongan lakosih udah nelenin ngadep
bareng... ),Prima yg doh banyak direpotin..makasih printernya ya !! 51rili,
GIilr, Edy, Bboho, foni,Iwan, Abong, nang, Der;>, Carno. Irwan,Dan.n9,
Andi, Hendro, Utln, Herman,50ni, f atar, Cepi, YIbi, HI>ni, Pingkan, Ika,
Bintang, mei, Mega, yeni, Ditta, Neny. 5lnta, Heppy,Zeni,E\in,Kan;a.Mpok
Rite, Vickong,Umi (makcuih blat klenya 10..), Diana. Dj,rayi yang Idah
nemenin nyari ffD D05en..
femen-teen 35 lain yang ngak bi>a disebltin S.tl persatl, ana fep'36
jQa Ihol! M.kasih blat senlanyo ..
PenAis
11
DAFTAR lSI
Halaman
KATA PENGANTAR
.............
.
...................
..
......
...........
.
. ..
DAFTAR ISI ............ ................
111
DAFTAR GAMBAR
v
DAFTAR TABEL ...
VII
DAFTAR LAMPIRAN
VIII
.
I.
PEiDAHULUAN ..........
A Pendahuluan ...............
.
.
B. Tujuan Penelitian ....... ....
II.
3
'
T1iJAI'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 Mdel Persanaan Sifat Termodinamika Pasangan �edia
Kerja Silica Gel-Metanol .
. ......... 10
. ........ 15
F. Penentuan COP ........... ................... ...........
.
II.
. ........... 16
METODE PENELlTlAN
A. Waktu dan Temat .......
........... .. 16
, . . . . . ..
B. Bahan dan Alat ......
. .......... ................ ... 16
.
C. Prosedur Penelitian ............. . .
".
"
..........
. . . . . .. . . . . . . . .
............ .
24
........... 30
III. HASIL DAN PEM8AHASAN
30
A. Sistem Pendingin Tie Adsorpsi Silica Gel Metanol .
B. Pengujlan Kebocoran .
C. Uji Kinerja Mesin Pendingin Adsorpsi ......
.
D. Perbandingan Hasil Percobaan Dengan Sistem Pendingm
Non Konvensional ...........................................
.
E. Simulasi Mdel Mesin Pendingin Adsorpsi .....
46
A. KesimpuJan .
...............
........ ..................... 42
.......................... 46
IV. KESIMPlILAN DAN SARAN
B. Saran
............................ 41
...................................
"
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..........................................................
iv
49
51