PERANCANGAN SISTEM PENDINGIN UNTUK PEMBEKUAN IKAN PADA KONTAINER KAPASITAS 8 TON

(1)

PERANCANGAN SISTEM PENDINGIN UNTUK

PEMBEKUAN IKAN PADA KONTAINER KAPASITAS

8 TON

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN KEPADA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR

SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)

DISUSUN OLEH :

MUSTOFA NUR ALATIF

NIM: 201110120311121

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2016

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Sistem Pendingin Untuk Pemekuan Ikan Pada Kontainer Kapasits 8 Ton” ini dapat diselesaikan.

Dalam penyelesaian Tugas Akhir ini, tidak lah lepas dari dukungan banyak pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini, yaitu :

1. Bapak dan Ibu saya tercinta yang senantiasa mendoakan, mendukung dan selalu memotivasi hingga saya dapat menjadi seperti ini.

2. Bapak Ir. Eko Hariyadi. MT. dan Bapak Ir. Mulyono, MT. yang telah dengan sabar membimbing dalam penyusunan Tugas Akhir.

3. Seluruh dosen Teknik mesin yang telah sabar membimbing selama masa kuliah.

4. Saudara dan keluarga besar yang telah memberikan dukungan selama ini. 5. Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2011 Mesin dan terima kasih

semuanya.

Dengan penuh kesadaran sebagai manusia, saya mohon maaf apabila ada kesalahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, mohon kritik dan saran yang bersifat membangun demi kebaikan Tugas Akhir ini, dan penulis berharap Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak.

Malang, 22 Januari 2016

(7)

vii

DAFTAR ISI

Lembar Judul ...i

Poster ...ii

Lembar Pengesahan ...iii

Lembar Konsultasi ...iv

Surat Pernyataan Tidak Plagiat ...v

Abstraksi Indonesia ...vi

Abstraksi English ...vii

Kata Pengantar ...viii

Daftar Isi...ix

Daftar Tabel ...xii

Daftar Gambar ...xiii

BAB I Pendahuluan 1.1Latar Belakang ...1

1.2Rumusan Masalah ...2

1.3Tujuan ...2

1.4Manfaat Perancanganan ...3

1.5Batasan Masalah ...3

1.6Konsep Desain………4

BAB II Landasan Teori 2.1Ikan ...5

2.2Sistem Pendingin ...7

2.3Prinsip Kerja Sistem Pendingin ...8

2.4Klasifikasi Sistem Pendingin ...9

2.4.1 Vapour compression refrigerator system ...9

2.4.2 Absorbition refrigeration system ...9

(8)

viii

2.4.4 Steam jet refrigeration system ...10

2.5Sistem Pendingin Yang Digunakan ...10

2.5.1 Siklus Kompresi Uap ...10

2.5.2 Siklus diagram T-S dan siklus diagram P-H ...12

2.5.3 Siklus kompresi uap actual ...13

2.6Perpindahan Panas ...14

2.6.1 Konduksi (hantaran) ...14

2.6.2 Radiasi (pancaran) ...15

2.6.3 Konveksi (aliran) ...16

2.7Komponen Utama Sistem Refrigrasi ...16

2.7.1 Kompresor ...16

2.7.2 Kondensor ...20

2.7.3 Evaporator ...23

2.7.4 Alat Ekspansi ...24

2.8Refrigerant ...25

2.8.1 Persyaratan refrigerant ...25

2.8.2 Karakteristik termodinamika dari beberapa refrigerant ...27

2.9Beban pendingin ...28

2.9.1 Panas konduksi ...28

2.9.2 Infiltrasi ...29

2.9.3 Panas produk...29

BAB III Metode Perancangan 3.1Perancangan Sisitem Pendingin...31

(9)

3.3Kerangka Perancangan ...31

3.3.1 Perancangan Ukuran ... 32

3.3.2 Material Yang Direncanakan Pada Box Pendingin ... 32

3.3.3 Struktur Dari Kontainer ... 33

3.4Alur Penampang Box Pendingin Kontainer ... 33

3.5Jenis Refrigeran Yang Digunakan ... 34

3.6Data Perancangan Temperatur Untuk Menyimpan Beku ... 35

3.7Beban Pendingin ... 35

3.8Diagram Flowchart Alur Metode Perancangan... 36

BAB IV Perhitungan 4.1Beban Pendingin ... 37

4.1.1 Beban Pendingin Akibat Dinding ... 37

4.1.2 Beban Pendingin Akibat Dinding ... 38

4.1.3 Beban Pendingin Akibat Pintu ... 43

4.1.4 Beban Pendingin Akibat Radiasi Matahari ... 44

4.1.5 Beban Pendingin Akibat Infiltrasi ... 45

4.1.6 Beban Pendingin Total ... 48

4.2Refrigeran ... 50

4.2.1 Pemilihan Refrigeran ... 50

4.3Analisa Thermodinamika ... 51

4.4Pemilihan Kompresor... 53

4.5Perancangan Kondensor ... 57

4.6Pemilihan Katup Ekspansi ... 72

(10)

BAB V Penutup

5.1 Kesimpulan ...88

5.2 Saran ...91

DAFTAR PUSTAKA ...92

(11)

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Hubungan Antara Suhu, Penurunan Mutu Ikan ...6

Tabel 4.1 volume infiltrasi udara ...46

Tabel 4.2 Kondisi Infiltrasi Udara ... 47

Tabel 4.3. Beban pendinginan total... 48

Tabel 4.4 dimensi pipa tembaga... 58

(12)

xii

Daftar Gambar

Gambar 1.1 Box Kontainer ...2

Gambar 1.2 Konsep Desain...4

Gambar 2.1 Siklus Kompresi Uap ...11

Gambar 2.2 Siklus Diagram P-H ...12

Gambar 2.3 Siklus Kompresi Uap Aktual...13

Gambar 2.4 Kompresor Torak ...17

Gambar 2.5 Kompresor Rotary ...18

Gambar 2.6 Kompresor Sentrifugal ...19

Gambar 2.7 Kompresor Sekrup...19

Gambar 2.8 Kondensor Pendingin Tabung dan Koil ...21

Gambar 2.9 Kondensor Tabung dan Pipa Horizontal ...21

Gambar 2.10 Kondensor Jenis Pipa Ganda ...22

Gambar 2.11 Kondensor Pendingin Udara ...22

Gambar 2.12 Evaporator Ekspansi Langsung ...24

Gambar 2.13 Alat Ekspansi ...25

Gambar 3.1 Bahan Dinding Box Pendingin Kontainer ...33

Gambar 3.2 Alur Penampang Dan Dimensi Box Pendingin Kontainer ...34

Gambar 3.3 Flowchart Alur Metode Perancangan ...36

Gambar 4.1 Skema kontruksi dinding ... 39

Gambar 4.2 Profil LMTD ...51

Gambar 4.3. Diagram Tekanan-Entalpi ...52

Gambar 4.4 susunan pipa kondensor ...59

(13)

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, W.(1986). Penyegaran Udara. Jakarta : PT. Pradya Paramata. Dossat, R.J. (1980). Principles of Refrigeration. Canada : John and Sons, inc. Hall, G. M. (1997). Fish Processing Technology, Second Edition. London :

Blackie Academic and Professional.

Handbook, A (1986). Refrigeration System and Aplication, SI Edition. Atlanta : America Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers, inc.

Handoko, K (1981). Teknik Lemari Es. Jakarta: PT. Ictiar Baru.

Heldman, D. R. (1992). Introduction to food engineering. San Diego: Academic Press, Inc.

Holman, J. (1994). Perpindahan kalor, edisi keenam. Jakarta : Erlangga.

Stoecker, W. F, dan Jones W. J. (1987). Refrigerasi Dan Penkondissan Udara, Edisi Kedua, Dalam Alih Bahasa Supratman Hara. Jakarta: Erlangga.

(14)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengawetan makanan semula bertujuan untuk mengawetkan makanan sebanyak-banyaknya untuk persediaan. Namun pada zaman sekarang ini juga diperhatikan mengenai mutu, cita rasa, kebersihan, penampakan, serta nilai gizinya. Dasar pengawetan ikan adalah mempertahankan kesegaran dan mutu ikan selama dan sebaik mungkin. Hamper semua cara pengawetan ikan meninggalkan sifat-sifat khusus pada setiap olahannya, diantaranya adalah berubahnya cita rasa, bau, warna dan tekstur daging ikan.

Pengolahan/pengawetan ikan juga bertujuan untuk menghambat atau menghentikan kegiatan zat-zat dan mikroorganise yang dapat menimbulkan pembusukan dan kerusakan. Jadi pada dasarnya pengawetan ikan bertujuan untuk melindungi ikan dari pembusukan dan kerusakan karena perubahan yang disebabkan oleh kegiatan mikroorganisme dan perubahan-perubahan lain yang merugikan.

Seperti yang diketahui, bahwa pada Negara Indonesia banyak tempat-tempat penghasil ikan. Namun ikan tersebut harus tetap dijaga keawetannya. Oleh karena jarak tempat penghasil ikan dengan tempat pengolahan ikan terlalu jauh sementara mutu ikan harus tetap dijaga dengan baik maka berdasarkan hal tersebut, perlu dirancang suatu system

(15)

pendingin yang diperlukan untuk membekukan ikan sebelum dan sewaktu dibawa dalam perjalanan menuju tempat pengolahan ikan, dalam hal ini diterapkan pada kontainer.

Gambar 1.1: Box Kontainer

1.2 Rumusan masalah

Dari permasalahan yang diuraikan pada latar belakang diatas, maka rumusan masalah dapat diambil adalah :

1 Bagaimana desain dan dimensi komponen-komponen utama sebuah sistem pendingin untuk pembekuan ikan tuna dalam kontainer dengan kapasitas 8 ton.

2 Berapa daya yang dibutuhkan sistem pendingin untuk pembekuan ikan tuna dengan volume 8 ton.

1.3 TujuanPerancangan

Dari rumusan masalah diatas, maka tujuan perancangan ini adalah :

1. Mendapatkan desain dan dimensi dari sistem pendingin untuk pembekuan ikan tuna dalam kontainer dengan kapasitas 8 ton.

(16)

2. Mengetahui daya yang dibutuhkan sistem pendingin untuk pembekuan ikan tuna dengan kapasitas 8 ton.

1.4 Manfaat Perancangan

Manfaat dari perancangan kali ini adalah :

1. Untuk mengurangi jumlah pembusukan ikan selama dalam perjalanan menuju tempat pengolahan ikan.

2. Untuk mengembangkan kegunaan dari sistem pendingin.

3. Untuk meningkatkan nilai ekspor Indonesia khususnya dalam bidang perikanan.

4. Meningkatkan nilai jual dari ikan.

1.5 Batasan Masalah

Mengingat luasnya pembahasan dalam perancangan ini, maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut :

1. Perancangan yang dilakukan disesuaikan dengan ruang dari kontainer, yang menggunakan kontainer standar dengan ukuran untuk panjang = 12032 mm, lebar = 2352 mm, tinggi = 2694 mm.

2. Perancangan ini yang dilakuakan berdasarkan kapasitas ikan sebesar 8 ton.

3. Ikan yang digunakan dalam perancangan ini adalah ikan tuna. 4. Perancangan ini tidak memperhitungkan deforst.

5. Biaya perencanaan dalam perancangan ini tidak di perhitungkan. 6. Perancangan evaporator dan kondensor untuk mesin pendingin. 7. Pemilihan kompresor dan katup expansi.

(17)

1.6 Konsep Desain

(1)

xii