Pengering Pompa Kalor TINJAUAN PUSTAKA

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