2.3 Pengering Pompa Kalor
Ada berbagai cara untuk pengeringan bahan basah dan seringkali diperlukan untuk membandingkan efisiensi dari metode yang berbeda. Parameter
yang mudah digunakan adalah efektivitas yang mengacu pada jumlah air yang diambil per masukan satuan energi, dinyatakan dalam kg H
2
O kW h
-1
[26]. Metode pengeringan yang paling sederhana adalah untuk meniup udara panas di
atas bahan lembab dan untuk membuang udara lembab ke atmosfer [27,28]. Peningkatan dapat dilakukan dengan cara menghitung ulang sebagian dari udara
tetapi jumlah peningkatan dibatasi dan itu adalah dengan mengorbankan peningkatan waktu pengeringan.
Salah satu cara yang paling efisien serta dapat dikendalikan untuk mengeringkan bahan basah adalah dengan menggunakan pengeringan pompa
kalor. Selama bertahun-tahun pompa kalor telah dikenal sebagai metode yang efisien energi. untuk pengeringan adalah perbedaan panas panas yang dihasilkan
oleh kondensor dan panas dingin evaporator akan menggunakan secara bersamaan selama operasi. Panas dari kondensor akan diproduksi panas dan akan digunakan
untuk memanaskan material dan panas dingin dari evaporator akan digunakan dalam proses Gbr. 2.2.
Penerapan pompa kalor di bidang pertanian mulai dengan penggunaannya sebagai perangkat tambahan untuk pemanas. Penelitian dan pengembangan
selanjutnya telah menghasilkan pengembangan proses pengeringan yang berjalan hanya dengan pompa kalor. Penggunaan komersial pengering pompa kalor yang
terintegrasi telah dilaporkan di banyak bagian Eropa, Asia dan Australia di mana teknologi telah diterapkan terutama di sektor pengolahan makanan laut [29].
2.3.1 Klasifikasi Pompa Kalor Sumber panas yang paling umum untuk pengeringan aplikasi udara, tanah
dan sumber bahan kimia dengan pompa kalor. Di antaranya, yang bersumber dari
Universitas Sumatera Utara
pompa air panas telah banyak digunakan dalam aplikasi pengeringan. Skema klasifikasi untuk pengering pompa kalor diberikan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.2. Skema diagram pompa kalor
Gambar 2.3 Klasifikasi Pompa Kalor
Universitas Sumatera Utara
2.3.2 Ulasan mengenai Pompa Kalor-Pengering tambahan Heat Pump- Assisted Dryer
Kemampuan pompa kalor untuk mengkonversi panas laten kondensasi uap ke dalam panas sensibel dari aliran udara yang
melewati kondensor membuat mereka menarik dalam aplikasi pengeringan terutama bila dikombinasikan dengan kemampuan untuk
menghasilkan kondisi pengeringan yang terkendali dengan baik [30]. Untuk alasan ini pengering pompa kalor telah digunakan selama
puluhan tahun di pembakaran kayu untuk mengurangi kelembapan udara dan meningkatkan kualitas kayu [31].
a. Sistem pengering Pompa Kalor dengan media Udara
Mengikuti tren secara umum untuk meningkatkan kualitas produk dan mengurangi konsumsi energi, banyak peneliti telah
mengakui fitur khusus pompa kalor, yang telah menghasilkan pertumbuhan yang cepat dari kedua teori dan penelitian tentang
pengeringan pompa kalor dengan media udara Tabel 2.2 diterapkan.
Keuntungan utama dan keterbatasan pengering pompa kalor adalah sebagai berikut [66]:Keuntungan:
• Efisiensi energi yang lebih tinggi dengan profil temperatur
terkontrol untuk memenuhi persyaratan produk. •
Kualitas produk yang lebih baik dengan profil temperatur terkontrol untuk memenuhi persyaratan produk
• Beragam pengeringan kondisi biasanya dari -20
C sampai 100
C dengan pemanasan tambahan layak. •
Output Produk yang konsiten •
Kontrol yang sangat baik bagi lingkungan untuk produk bernilai tinggi dan mengurangi konsumsi listrik untuk
produk bernilai rendah.
Universitas Sumatera Utara
• Cocok untuk produk bernilai tinggi dan bernilai rendah.
• Memungkinkan pengolahan Aseptik.
• Fitur lain dari pengering pompa kalor adalah sifat konsumsi
energi yang rendah [67,68]. •
Studi awal menemukan bahwa kualitas warna dan aroma produk pertanian kering dengan menggunakan pompa kalor
lebih baik dari produk mereka yang menggunakan pengering udara panas konvensional [38,41,43,53].
• Pemanas tambahan mungkin diperlukan untuk pengeringan
bersuhu tinggi karena tingkat tekanan kritis beberapa refrigeran.
Tabel 2.2 Beberapa Riset Pengering Pompa Kalor Pertanian Hasil Laut
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Lanjutan Beberapa Riset Pengering Pompa Kalor Pertanian Hasil Laut
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
• Biaya modal awal mungkin tinggi karena banyak komponen
pendingin. Sistem Membutuhkan waktu steady state untuk mencapai kondisi pengeringan yang diinginkan.
• Diperlukan perawatan secara berkala untuk komponen.
• Kebocoran refrigeran ke lingkungan dapat terjadi jika ada
keretakan pada pipa karena sistem bertekanan. b.
Sistem Pompa Kalor Dengan Cairan Kimia Pompa kalor kimia CHP adalah sistem manajemen energi
panas yang memiliki beberapa kegunaan memungkinkan sejumlah fungsi simultan dan tidak memerlukan masukan
energi mekanik. Penggunaan ini termasuk penyimpanan panas energi, pompa kalor, meningkatkan kualitas panas dan
pendinginan [69,70]. Di antara proses industri, unit usaha tertentu seperti pengeringan, distilasi, penguapan dan
kondensasi berurusan dengan sejumlah besar perubahan entalpi dimana CHP dapat secara efektif dimanfaatkan [71]. Dalam
beberapa tahun terakhir beberapa penelitian telah dilakukan dalam menggunakan panas kimia sistem pompa pengeringan.
Sebuah sistem pompa kalor kimia CHP memanfaatan energi panas ramah lingkungan yang efektif dalam pengeringan
diusulkan dari sudut pandang penghematan energi dan dampak lingkungan. CHPs dapat menyimpan energi panas dalam
bentuk energi kimia dengan reaksi endotermik dan melepaskannya di berbagai tingkat suhu untuk kebutuhan panas
dengan exo reaksi endotermik. CHPs memiliki potensi untuk mengembalikan panas dan penurunan kadar uap air dalam
proses pengeringan dengan penyimpanan panas dan pelepasan panas pada suhu rendah tinggi. Dalam penelitian ini, penulis
memperkirakan potensi aplikasi CHP dengan sistem pengeringan untuk keperluan industri. Beberapa sistem
gabungan CHPs dan pengering yang diusulkan sebagai
Universitas Sumatera Utara
pengering pompa kalor kimia CHPD. Potensi komersial CHPDs dibahas [72].
Hasil dari studi eksperimental dari pompa kalor kimia CHP dibantu pengering konvektif Gbr. 4 menunjukkan
bahwa hal itu dapat digunakan untuk produksi air panas untuk bets pengeringan menggunakan suhu udara ambien pada tahap
pelepasan kalor. Unit CHP dapat dioperasikan untuk meningkatkan tingkat suhu dan juga untuk mengurangi
kelembapan udara, yang merupakan fitur yang sangat menarik untuk pengeringan. Hasil disajikan untuk reaktor silinder
tunggal untuk mempelajari efek dari kondisi pertukaran panas pada produksi udara panas. Hasil menunjukkan bahwa produksi
udara panas ditingkatkan dengan memperbesar alat penukar kalor, meningkatkan kecepatan transfer kalor dengan
menggunakan jala stainless dan meningkatkan laju aliran udara [73].
Hasil penyelidikan eksperimental pada pengendalian produksi udara panas menggunakan sepasang pompa kalor
kimia CHP disajikan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan bagaimana CHP dibantu pengering bets dapat
dioperasikan secara efektif. CHP menggunakan terkenal CaO H2O Ca OH 2 hidrasi dehidrasi reaksi, yang reversibel.
Suhu udara panas dapat dikendalikan dengan mengatur suhu reaktor, dan tekanan, serta tenaga panas yang disediakan untuk
itu. Hal ini menunjukkan bahwa udara panas dapat diproduksi baik dalam penyimpanan panas dan pelepasan panas bertahap
CHP [74].
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Type standart dari Pompa kalor kimia
c. Pengering Pompa Kalor bersumber dari Bumi Geothermal
Sebuah pompa kalor yang bersumber dari dalam tanah Bumi GSHP mengubah energi bumi menjadi energi yang
berguna untuk panas dan dingin. Ini menyediakan panas suhu rendah dengan mengekstraksi dari tanah atau reservoar air. Ini
sebenarnya dapat menghasilkan lebih banyak energi daripada yang digunakannya, karena memperoleh energi bebas
tambahan dari tanah [75]. Ada berbagai penelitian pada pompa kalor sistem geothermal GSHP [76-96], sedangkan, beberapa
studi telah dilakukan mengenai pemanfaatan jenis pompa kalor untuk aplikasi pengeringan.
Sebuah pompa kalor Geothermal GSHP menggunakan tanah sebagai sumber panas dalam modus operasi memanaskan
dan heat sink dalam pendinginan. Dalam modus pemanas,
Universitas Sumatera Utara
GSHP menyerap panas dari tanah dan menggunakannya untuk kalor fluida kerja. GSHPs merupakan alternatif yang efisien
untuk metode konvensional rumah pendingin karena mereka menggunakan tanah sebagai sumber energi atau tenggelam
daripada menggunakan udara ambien. Tanah adalah media pertukaran panas termal lebih stabil daripada udara, pada
dasarnya tidak terbatas dan selalu tersedia. Para GSHPs bertukar kalor dengan tanah, dan mempertahankan tingkat
kinerja yang tinggi bahkan di iklim dingin [97].
2.4 Komoditas Hortikultura dan Pasca Panen Cabai