35
B. Bak Pra-pendingin
1. Energi Panas yang Diserap selama Pendinginan
Tabel 6. Sebaran Suhu Produk di Bak Pra-pendingin Waktu
detik Titik 1
C Titik 2
C Titik 3
C Trata -
rata C
Trata - rata medium
C 0 80.7 80.6 80.6 80.6
40.0 10 74.5 77.3 78.9 76.9
39.6 20 72.6 73.5 74.3 73.5
39.5 30 69.9 70.1 71.6 70.5
39.7 40 67.5 67.5 68.0 67.7
40.1 50 64.7 64.2 65.4 64.7
40.2 60 61.6 61.2 63.5 62.1
40.2 70 57.0 59.6 61.9 59.5
40.4 80 55.7 58.0 60.3 58.0
40.4 90 54.3 56.6 59.7 56.9
40.3 100 53.2 55.2 57.0 55.1
40.7 110 53.1 54.0 55.0 54.0
40.6 120 52.6 52.7 54.4 53.2
40.6 130 52.1 51.6 53.9 52.5
40.6 140 51.5 49.8 53.9 51.7
40.6 150 51.0 49.3 53.2 51.2
40.8 160 49.7 47.8 52.9 50.1
40.8 170 49.5 46.7 51.5 49.2
40.7 180 48.4 45.8 49.7 48.0
40.5 190 47.7 45.1 48.2 47.0
40.4 200 47.0 44.9 48.5 46.8
40.5 210 46.4 45.0 47.9 46.4
40.1 220 45.2 44.4 47.2 45.6
40.4 230 45.6 44.6 47.2 45.8
40.4 240 45.4 44.1 47.1 45.5
40.5 250 44.2 43.8 46.8 44.9
40.2 260 44.0 44.9 46.8 45.2
40.0 270 43.2 43.3 46.1 44.2
39.6 280 43.3 42.8 45.3 43.8
39.3 290 42.4 43.2 44.2 43.3
39.3 300 42.3
43.3 42.8 39.4
310 42.1 42.7 42.4
39.3 320 42.3
43.0 42.7 39.2
330 42.8 42.6 42.7
39.2
36 340 42.0
42.3 42.2 39.3
350 42.3 41.1 41.7
39.3 360 41.8
42.0 41.9 39.3
370 41.4 42.6 42.0
39.4 Trata - rata medium
C 40.2
Massa produk m = 0.195 Kg
KA = 94.8
Cp = 0.0837 + 0.03494.8
= 3.3069
KJKgK T rata – rata medium
= 40.2 C
T rata – rata produk = 51.9
C tabel 5 q
= mCp Tp – Tm = 0.1953.306951.9 – 40.2
= 7.5 KJ Qtotal
= q x kapasitas produksi = 7.5 x 24240 cupjam
= 182894.5 KJ = 182.9 MJ 2.
Koefisien Kinerja Pendinginan COP
Tc Suhu air keluar dari pendingin = 31.5 C = 304.5 K
Th = 80.6
C = 353.6 K COP
= Tc
Th –
Tc =
304.5 353.6 – 304.5
= 6.2
Setelah melewati proses pasteurisasi selanjutnya produk akan masuk ke bak pra-pendingin. Bak pra-pendingin dibuat agar tidak terjadi penurunan suhu yang
terlalu besar jika produk langsung masuk ke bak pendingin sehingga tidak terjadi kerusakan fisik pada produk akibat penurunan suhu yang drastis. Pendinginan di
bak precooling menggunakan air biasa dengan rata – rata suhu media air di bak sebesar 40.2
C. Untuk menjaga agar suhu media stabil maka media air langsung mengalami sirkulasi. Air yang berada di media dikeluarkan melalui pipa ke bak
37 pendingin di pendingin tower kemudian dimasukkan lagi ke bak pra-pendingin.
Proses pra-pendingin akan berlangsung 3 – 7 menit tergantung jumlah produk yang berada di dalam bak. Di dalam bak pra-pendingin tidak ada target suhu
output produk yang akan dicapai, sehingga tidak dilakukan perhitungan optimasi
suhu output produk. Pada bak pra-pendingin juga tidak dilakukan pengukuran bak tanpa produk sehingga perbaikan ke arah desain bak belum bisa dilakukan.
Gambar 20. Bak Pra-Pendingin
38 Perhitungan dilakukan dengan menggunakan rancangan percobaan I Gambar
14. Sensor termokopel dipasang di tiga titik di bak pra-pendingin kemudian satu sensor termokopel dipasang di produk mengikuti ketiga titik di bak pra-pendingin.
Gambar 21. Pola Sebaran Suhu Produk Jelly di Bak Pra-pendingin Karena pra-pendingin terjadi pada suhu 40.2
C sehingga baik untuk produk koko dan jelly sama – sama berbentuk cair. Jadi data yang diambil hanya untuk
produk jelly, karena diasumsikan pindah panas selama proses pra-pendingin untuk kedua produk dianggap sama.
Suhu input produk diatur supaya berada di suhu 80 C, penentuan suhu 80
C sesuai dengan pengukuran di bak pasteurisasi yaitu suhu rata-rata output produk
sebesar 79.4 C. Caranya dengan mencelupkan produk yang telah terpasang
sensor termokopel terlebih dahulu ke bak pasteurisasi kemudian jika suhu input sudah tercapai, produk langsung dimasukkan ke bak pra-pendingin. Tentunya
sewaktu pengambilan data di lapangan suhu input produk tidak tepat 80 C.
Dari pengukuran didapat suhu rata-rata produk keluar dari bak pra-pendingin sebesar 42
C. Suhu terendah produk keluar dari bak pra-pendingin sebesar 41.4 C
pada titik 1 dan suhu tertinggi produk keluar dari bak pra-pendingin sebesar 42.6
C pada titik 3. Sehingga dari pengukuran, produk masuk dengan suhu terendah belum tentu akan menjadi produk dengan suhu terendah ketika keluar
39 dari bak pra-pendingin. Hal ini mungkin terjadi karena produk yang jumlahnya
tidak selalu tetap ketika masuk ke bak yang berakibat lama produk di dalam bak belum tentu sama untuk setiap produk sehingga perpindahan panasnya pun tidak
tetap. Atau mungkin posisi produk lain yang berada di dekat produk yang diambil titik pengukurannya. Semakin banyak produk yang berada di dekat produk yang
diambil sebagai data pengukuran maka panas yang seharusnya diterima produk yang diambil sebagai pengukuran jadi diterima oleh produk yang berada di
sebelahnya. Misalnya pada titik 1 suhu keluaran produk sebesar 41.4 C yang
tercapai setelah pendinginan selama 370 detik atau 6 menit yang lebih lama dibandingkan pada titik 2 suhu keluaran produk sebesar 43.2
C yang tercapai dengan pendinginan selama 290 detik atau 4.8 menit.
Dari pengukuran juga didapat rata-rata penurunan suhu selama di dalam bak pra-pendingin produk masuk hingga keluar dari bak sebesar 38.6
C. Dengan penurunan suhu terkecil sebesar 37.4
C pada titik 2 dan penurunan suhu terbesar sebesar 39.3
C pada titik 1. Bervariasinya penurunan suhu ini juga dikarenakan jumlah produk di dalam bak pra-pendingin dalam satu siklusbatch yang tidak
tetap sehingga lama waktu produk di dalam bak juga tidak sama. Setelah dilakukan pengukuran produk selanjutnya dilakukan perhitungan
pindah panas dan energi yang dilepas selama proses pra-pendingin. Dari perhitungan didapat rata-rata energi lepas per titik yang dibutuhkan dari mulai
produk masuk ke bak pra-pendingin sampai keluar bak sebesar 10.8 KJ. Selanjutnya dilakukan perhitungan energi lepas per siklus pra-pendingin. Dari
perhitungan didapat kapasitas produksi bak pra-pendingin per siklus sebesar 2464 cup kapasitas dianggap sama dengan kapasitas bak pasteurisasi, karena yang
diambil kapasitas produksi per siklus. Sehingga didapat energi lepas per siklus pra-pendingin sebesar 658.7 MJ untuk 2464 cup produk.
Dari perhitungan COP Coefficient Of Performance didapat nilainya sebesar 6.2. Artinya bak pra-pendingin mampu memindahkan 6.2 unit panas dari tiap unit
energi yang dikonsumsi sebagai contoh, misalnya pendingin ruangan mengkonsumsi 1KWh akan memindahkan panas dari ruangan sebesar 6.2 KWh.
40 Gambar 22. Pengambilan Produk di Bak Pra-Pendingin
Kategori