24 dan malam hari sedangkan yang satunya hanya digunakan untuk
mendinginkan larutan pada malam hari. 8. Hybrid Recorder
Hybrid Recorder merek: Yokogawa, tipe HR 2300 ini digunakan untuk mencatat temperatur pada titik pengukuran tertentu yang
dihubungkan dengan termokopel.
Gambar 2. Hybrid recorder Peralatan lainnya yang digunakan antara lain: emberwadah larutan
stok, gelas ukur, termometer air raksa, pyranometer, EC meter dan meteran.
Bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain benih tomat, larutan nutrisi dan air.
C. Metoda Penelitian
1. Persiapan Persiapan penelitian meliputi kegiatan pembersihan rumah kaca
dari kotoran, pembuatan bedeng tanaman, persiapan peralatan dan penyediaan benih dan pupuk. Penyiapan pratanam meliputi penempatan
bedeng-bedeng tanaman, media tanam dan penyiapan sistem sirkulasi larutan nutrisi.
Perlakuan yang diberikan yaitu bedeng I merupakan bedeng yang mendapatkan perlakuan pendinginan malam hari mulai pukul 18:00
25 sampai 06:00 WIB. Bedeng II merupakan bedeng yang mendapatkan
perlakuan pendinginan sepanjang hari. Bedeng III merupakan bedeng yang tidak mendapatkan perlakuan pendinginan bedeng kontrol.
2. Pengamatan dan Pengukuran Pengamatan dilakukan seminggu setelah bibit dipindahkan ke
bedeng tanaman. Parameter yang diukur meliputi temperatur larutan nutrisi pada bak, temperatur bedeng tanaman dan temperatur lingkungan
luar dan dalam rumah kaca. Pengukuran data tersebut dilakukan secara bersamaan setiap 10 menit sekali. Data-data tersebut merupakan hasil
pengukuran selama 4 hari berturut-turut pada setiap fase pertumbuhan tanaman.
Pengukuran distribusi temperatur larutan nutrisi bedeng tanaman dilakukan pada bedeng bagian dalam yang berhubungan langsung dengan
larutan nutrisi. Pengukuran dilakukan pada 5 titik pengukuran masing- masing pada x = 0.25 m inlet, x = 3.3 m, x = 6.6, dan x = 10 m outlet.
Dimana x merupakan jarak dari inlet. Skema bedeng tanaman dan titik pengukuran terdapat pada Gambar 3. Pengukuran dilakukan pada masing-
masing bedeng tanaman. Pencatatan data dilakukan pada masing-masing bedeng, pencatatan
temperatur dilakukan dengan menggunakan hybrid recorder yang dihubungkan pada titik pengukuran dengan menggunakan termokopel tipe
CC. Pencatatan data dilakukan selama 24 jam, baik untuk pendingin yang dinyalakan setengah hari maupun yang satu hari penuh.
Pendugaan distribusi temperatur disepanjang bedeng dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut
2 2
1
T T
T L
X T
x
+ −
= ....................................................................... 4
Ket : T
x =
temperatur larutan nutrisi pada jarak x C
X = titik pendugaan m T
1
= temperatur larutan nutrisi di inlet C
T
2
= temperatur larutan nutrisi di outlet C
26 16
3.3 m
17
10 m 3.3 m
3.3 m
18
5 10
15 Bedeng I
Bedeng II Bedeng III
Gambar 3. Skema bedeng tanaman dan titik pengukuran 6
7
8
9 1
2
3
4 11
12
13
14 11
12
13
14
27 Ket : 1 – 15 = titik pengukuran temperatur larutan nutrisi
16 = titik pengukutan temperatur udara luar
17 – 18 = titik pengukuran temperatur udara dalam = pompa
Hasil pengamatan mengenai distribusi temperatur memberikan gambaran mengenai temperatur larutan nutrisi yang terjadi disekitar
daerah perakaran tanaman. Gradien suhu dalam sistem menyebabkan perubahan temperatur
larutan nutrisi selama interval waktu pengukuran. Fluktuasi temperatur larutan nutrisi ini dipengaruhi oleh proses-proses perpindahan panas.
Proses-proses perpindahan panas yang terjadi dalam sistem secara umum antara lain pindah panas radiasi dari matahari, pindah panas
konveksi dari bahan penutup bedeng ke dalam larutan nutrisi dan secara konduksi dari pertukaran energi melalui kontak langsung antar molekul zat
yang berbeda suhu. Dengan asumsi-asumsi bahwa temperatur larutan nutrisi
merupakan temperatur air yang seragam pada setiap titik serta larutan nutrisi dianggap berada dalam ruang yang tertutup rapat, maka persamaan
kesetimbangan panas dalam air dapat disederhanakan menjadi: Ma Cpa
dt dT
= Q
mulsa-sty
+ Q
air-kayu
........................................................ 5 Ket : Ma = massa air kg
Cpa = panas spesifik air kJkg K dt
dT = gradien temperatur terhadap waktu K
Q
mulsa-sty
= pindah panas dari mulsa ke styrofoam W Q
air-kayu
= pindah panas dari air ke kayu W Proses perpindahan panas yang terjadi dianggap hanya terjadi satu
dimensi, yaitu secara vertikal dari atas kebawah seperti ditunjukkan pada skema dalam Gambar 4.
28 Udara
Q Tl
Styrofoam Ts
Air Q
mulsa-sty
Ta
Kayu Tk
Q
air-kayu
Gambar 4. Skema pindah panas Ket : Tl = temperatur permukaan bedeng
C Ts = temperatur styrofoam
C Ta = temperatur larutan nutrisi
C Tk = temperatur kayu
C Untuk mengetahui pindah panas yang terjadi pada bedeng tanaman,
dapat menggunakan rumus berdasarkan pindah panas konduksi yang terjadi dari penutup stryrofoam ke air dan dari air ke bedeng dapat
menggunakan persamaan sebagai berikut : Q
mulsa-sty
= -k
mulsa-sty
A
x T
δ δ
..................................................................... 6 Q
air-kayu
= -k
air-kayu
A
x T
δ δ
....................................................................... 7 Ket : Q
mulsa-sty
= pindah panas dari mulsa ke styrofoam W Q
air-kayu
= pindah panas dari air ke kayu W k
mulsa-sty
= konduktivitas termal mulsa-styrofoam WmK k
air-kayu
= konduktivitas termal air-kayu WmK A
= luas penampang bedeng m
2
Berdasarkan kesetimbangan panas larutan nutrisi, maka akan diperoleh nilai penyerapan kalor oleh larutan nutrisi pada masing-masing
bedeng tanaman.
29 Untuk mengetahui besarnya energi listrik yang digunakan pada
setiap bedeng tanaman yaitu dengan menjumlahkan daya dari pompa dan mesin pendingin yang digunakan kemudian dikalikan dengan waktu yang
digunakan untuk mengoperasikannya. Sedangkan, untuk menghitung besarnya energi pendinginan yang digunakan yaitu dengan mengkalikan
daya mesin pendingin dengan waktu yang digunakan untuk mengoperasikannya.
Hasil perhitungan energi listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengetahui besarnya energi listrik yang digunakan sehingga akan
diperoleh perbandingan antara mesin pendingin yang bekerja selama 24 jam dengan mesin pendingin yang hanya digunakan pada malam hari,
selanjutnya akan digunakan untuk mengetahui penghematan energi yang diperoleh.
30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Distribusi Temperatur Larutan Nutrisi Sepanjang Bedeng Tanaman
