Pemanfaatan Biomassa Limbah Pertanian untuk Sistem Pendinginan Tipe Absorpsi

Ole h
RADJIN

SAHAT

ULlBASA PANGGABEAN

F

24. 0079

1 9 9 2

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT

PERTANIAN BOGMI

B O G O R

RADJIN

SAHAT ULIBASA PANGGABEAN.
Limbah

Biomassa

I r . PI.

24.0079.

P e r t a n i a n Untuk Sistem

D i bawah b i m b i n g a n D r .

Absorpsi.

F

Pemanfaatan

Pendinginan

Kamaruddin

Tipe

Abdullah

dan

Yamin.

RINGKASAN

T e l a h d i k e n a l beberapa s i s t e m p e n d i n g i n a n ,
adalah

s i s t e m k o m p r e s i uap,

termoelektrik,

u a p dan s i s t e m p e n d i n g i n a n a b s o r p s i .
pendinginan

diantaranya

cryogenik,

jet

Sampai s a a t i n i s i s t e m

a b s o r p s i dengan menggunakan bahan b a k a r

limbah

p e r t a n i a n belum berkembang u n t u k d i g u n a k a n p r a k t e k r e f r i g e rasi,

t e r u t a m a dalam p r o s e s p e n g o l a h a n pasca panen d i n e g a r a

kita.
T u j u a n d a r i p e n e l i t i a n i n i a d a l a h u n t u k menentukan :
jumlah

dan

optimum

konsentrasi

k e dalam s i s t e m ,

yang d i h a s i l k a n ,
massa bahan b a k a r
Cara

kerja

larutan

refrigeran-absorben

2 ) besarnya k a p a s i t a s

3 ) besarnya k o e f i s i e n

1)

yang

pendinginan

p r e s t a s i (COP) dan 4 )

( b i o m a s s a ) yang d i p e r l u k a n .
sistem

pendinginan

absorpsi

intermiten

dengan menggunakan panas d a r i h a s i l pembakaran l i m b a h p e r t a -

-

nian,

h a m p i r sama dengan s i s t e m p e n d i n g i n a n a b s o r p s i k o n t i

nyu.

Hanya s a j a dalam p e n d i n g i n a n a b s o r p s i i n t e r m i t e n t i d a k

d i g u n a k a n pompa dan b e r s i f a t i n t e r m i t e n .
tiamponen
terdirl

dari

utama

dua u n i t ,

kondensor-evaporator.
pelat

mesin

pendingin

yaitu unit

absorpsi

intermiten

generator-absorber

U n i t generator-absorber

b a j a S t 37 dengan volume 0.0397

m3

dan

terbuat

dari

berdiameter

luar

0.5551

m dan

evaporator

l u a s permukaan l u a r 0.9650
terbuat

berdiameter

U n i t kondensor-

m2.

d a r i p i p a a i r dengan v o l u m e

m dan l u a s permukaan l u a r

l u a r 0.03175

Percobaan d i l a k u k a n sebanyak

menunjukkan

percobaan

bahwa

penampilan

a b s o r p s i i n t e r m i t e n c u k u p memuaskan.
dapat

dicapai

adalah

0.6

dari

.

OC

b e r k i s a r a n t a r a 330 -405

1.17

4.4

menit.

OC

adalah

-

pendingin

-

Rata-rata

1.76

kg/jam,

waktu

laju

dengan

OC

proses
yaitu

pengumpanan

kelapa)

penggunaan

adalah
biomassa

s a t u k a l i p r o s e s r e g e n e r a s i b e r k i s a r a n t a r a 3.4

kg

-

kg.
K a p a s i t a s p e n d i n g i n a n a k t u a l yang d a p a t d i c a p a i

sar

antara

0.167

kJ/detik

-

0.241

kJ/detik.

0.35

-

0.55.

r e g e n e r a s i 8.2
1.17

kg/jam.

1.850,

kg/jam.

tercapai

antara

pada

tekanan

kg/cm2 dan l a j u pengumpanan b i o m a s s a

sebesar

K o e f i s i e n P r e s t a s i i d e a l b e r k i s a r a n t a r a 1.182

dengan COP i d e a l t e r b e s a r

regenerasi 8.4
1.76

COP a k t u a l t e r b e s a r

berki-

Koef i s i e n

P r e s t a s i A k t u a l d a r i mesin p e n d i n g i n a d a l a h b e r k i s a r

-

yang

28

t e r s e b u t c u k u p lama,

( t e r d i r i d a r i tempurung dan s a b u t

kg/jam

untuk

- 3

Hasil

Suhu p e n d i n g i r l a n

Kelemahannya

u n t u k mencapai suhu 0 . 6

biomassa

mesin

t e m p e r a t u r a i r a n t a r a 26 OC

OC - 3.OC.

0.00131

l i m a k a l i dengan mengguna-

k o n s e n t r a s i amonia b e r k i s a r a n t a r a 48 - 52 %

kan

m3

0.0120

dicapai

pada

tekanan

kg/cm2 dan l a j u pengumpanan b i o m a s s a

sebesar

PEMANFAATAN BIOMASSA LIMBAH PERTANIAN
UNTUK SISTEM PENDINGINAN

T I P E ABSORPSI

Oleh
R A D J I N SAHAT ULIBASA PANGGABEAN

F 24.0079

SKRIPSI
S e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan

MEKANISASI PERTANIAN

I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor

1 9 9 2
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

Sebagai salah sacu syarat: u n t u k memprroieh gelax
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada .Jurusan MEKANISASI PERTA1.IIAN
Institut Pertanian Bogor

Ole11
RADJIN SBHAT IJLLBASA PANGGABEAN

F 24.CiU79

Dilahirkan pada tanggal 27 April 1968
d i Seratng

Tanggal lulus

:

Y

I r . M . Yamin
Dosen Pembimbing

lah
.

Dosen Pembimbing I

KATA PENGANTAR

Puji

d a n s y u k u r k e h a d i r a t A l l a h Yang Maha K a s i h ,

atas

k a s i h d a n k a r u n i a N y a s e h i n g g a p e n u l i s d e n g a n s e g a l a daya d a n
upaya d a p a t menyelesaikan penyusunan s k r i p s i i n i .
Skripsi

i n i merupakan h a s i l p e n e l i t i a n mengenai

pendingin t i p e

absorpsi

mesin

d e n g a n menggunakan k a l o r y a n g b e r -

asal d a r i pembakaran biomassa limbah p e r t a n i a n .

Sesungguhnya
materi

dan

skripsi i n i dapat tersusun

p e m i k i r a n d a r i semua p i h a k ,

kesempatan i n i

dengan

penuh

atas

karena

itu

bantuan
dalam

k e r e n d a h a n h a t i p e n u l i s meng-

ucapkan t e r i m a k a s i h kepada :
1.

B a p a k Dr. K a m a r u d d i n A b d u l l a h , s e l a k u Dosen Pembimbing I
yang

dengan

penuh kesabaran t e l a h

membimbing

penulis

selama p e n e l i t i a n .
2.

I r . M . Yamin, s e l a k u

Dosen , P e m b i m b i n g

3.1

yang

telah

memberikan p e n g a r a h a n d a n dorongan d a l a m p e n e l i t i a n i n i .
3.

I r . S r i E n d a h A g u s t i n a M.S. d a n I r . S u r o s o , s e l a k u

Penguji

yang

t e l a h memberikan masukan

bagi

Dosen

perbaikan

skripsi ini.
4.

I r . Kusen Morgan M . S . , s e l a k u K e p a l a L a b o r a t o r i u m P e r

-

bengkelan J u r u s a n M e k a n i s a s i P e r t a n i a n IPB.
5.

Badan k e r j a s a m a J I C A , y a n g t e l a h m e m b e r i k a n b a n t u a n ma -

t e r i selama p e n e l i t i a n .

6.

Rekan-rekan

yang t e -

s e k e r j a d i b e n g k e l d a n teman-teman

l a h memberikan b a n t u a n d a n d o r o n g a n s e l a m a p e n e l i t i a n .
Penulis

menyadari

bahwa s k r i p s i i n i m a s i h

jauh

dari

sempurna, o l e h k a r e n a i t u s a n g a t d i h a r a p k a n k r i t i k dan s a r a n
y a n g s i f a t n y a membangun.
A k h i r k a t a p e n u l i s b e r h a r a p semoga s k r i p s i i n i
f a a t b a g i mereka yang memerlukannya

Bogor,

J a n u a r i '1992

berman-

.

Penulis

Halaman

KATA PENGANTAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

iii

.........................................

v

DAFTAR TABEL

.......................................

ix

DAFTAR GAMBAR

......................................

x

DAFTAR LAMPIRAN

....................................

xi

I.

.....................................

1

DAFTAR IS1

PENDAHULUAN

.............................

1

..........................

4

...............................

5

.............

5

A.

LATAR BELAKANG

0.

TUJUAN PENELITIAN

11. TINJAUAN PUSTAKA
A.

BIOMASSA SEBAGAI SUMBER ENERGI

B.

PEMANFAATAN LIMBAH KELAPA SEBAGAI SUMBER ENERGI

C.

.................................

8

PERKEMBANGAN MESIN PENDINGIN TIPE AB SOPRSI

.....................................

8

D. PERANAN MESIN PENDINGIN TIPE ABSORPSI
DALAM PERKEMBANGAN REFRIGERASI
E.

PRINSIP KERJA

1II.ANALISA SISTEM

A.

.............

..............................

.................................

10

11

17

PERHITUNGAN TERMODINAMIKA MESIN PENDINGIN

.....................................

17

B.

KONSTRUKSI MESZN PENDINGIN

V.

VI

Tangki Generator-Absorber

..............

23

2.

Unit Kondensor-Evaporator

..............

28

3.

Rectifier

..............................

29

..........................

30

.....................

32

.

O p e r a s i mesin

PEMBUATAN MESIN PENDINGIN
A.

PEMBUATAN TANGKI GENERATOR-ABSORBER

.......

32

B.

PEMBUATAN UNIT KONDENSOR-EVAPORATOR

.......

37

C.

PEMBUATAN SISTEM PENGHUBUNG

ANTARA

TANGKI

DENGAN

UNIT KONDENSOR-EVAPORATOR

.................

38

D.

PEMBUATAN KOTAK PENDINGIN

.................

40

E.

PERAKITAN KESELURUHAN MESIN PENDINGIN

.....

40

GENERATOR-ABSORBER

METODE PERCOBAAN

.

23

1.

4

IV.

.................

..............................

41

............................

41

..........................

41

........................

42

..................

42

...........

43

.........

43

................

45

A.

ALAT DAN BAHAN

B.

TEMPAT D A N WAKTU

C.

PROSEDUR PERCOBAAN
1.

P e n g i s i a n Air-Amonia

2.

P e n g u k u r a n S u h u d a T~ e k a n a n

3.

Pembuangan L a r u t a n Air-Amonia

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
A

.

B.

...........................

45

................................

47

HASIL PERCOBAAN
PEMBAHASAN

.
2.

P r o s e s Regenerasi-Kondensasi

..........

47

P r o s e s P e n d i n g i n a n Dengan A i r

..........

52

3.

Proses Evaporasi-Absorpsi

.............

52

....................

59

1

4

.

Koefisien Prestasi

5.

Hubungan a n a t a r a Suhu A b s o r p s i Maksimum d e n g a n Suhu E v a p o r a s i Minimum . . . . .

6.

P e r n y a t a a n P r o s e s Daur R e f r i g e r a s i
Absorpsi

7.

..............................

74
78

................................

78

.....................................

80

A.

KESIMPULAN

B.

SARAN

DAFTAR PUSTAKA

.....

..........................

. KESIMPULAN DAN SARAN

LAMPIRAN

69

Perbandingan h a s i l - h a s i l percobaaan
dengan h a s i l p e n e l i t i a n sebelumnya

VII

68

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1. Perkiraan kebutuhan energi komersial
dalam REPELITA V (dalam ribu SBH)
Tabel 2. Luas areal kebun kelapa

.....

2

...............

16

Tabel 3. Percobaan ke-1 konsentrasi 51% untuk
proses regenerasi-kondensasi

46

Tabel 4. Percobaan ke-1 konsentrasi 51% untuk
proses pendinginan dengan air

46

Tabel 5. Percobaan ke-1 konsentrasi 51% untuk
proses evaporasi-absorpsi

47

Tabel 6 . Hasil proses

55

..........

..........

.............
evaporasi-absorpsi .......

Tabel 7. Ringkasan hasil percobaan mesin
pendingin

76

Tabel 8. Perbandingan hasil-hasil penelitian
rnesin pendingin tipe absorpsi in termiten

77

.............................

..............................

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1.

2.

Gambar i.
Gambar 2 .

3. Gambar 3 .
4.
5.
6.
7.

8.

9.

Gambar 4.
Galnbar 5.

Skema sistem r e f r i g e r a s i a b s o r p s i
intermiten
.........................
Metode g r a f i k u n t u k p e r h i t u n g a n ent a l p i penguapan r e f r i g e r a n dalam
proses regenerasi
...................

Gaubar 8.
Gaiobar 9 .

18

Pembebanan p e l a t l i n g k a r a n s e b e s a r
Pi
..................................

26

P r o s e s p e n g i s i a n amonia pada percobaan I
.................................

48

Kotak pendingin dan pipa-pipa u n i t
kondensor-evaporator
.................

48

Gambar 6. Tampak p e n g u k u r t e k a n a n m e n c a t a t b e s a r n y a tekanan pada p e n g i s i a n amonia
Gambar 7 .

13

...

49

P r o s e s p e n g i s i a n amonia pada percobaa n I11
..............................

50

P r o s e s p e n g i s i a n amonia pada percobaan I V
..................................

50

K e b o c o r a n y a n g t e r j a d i p a d a w a t e r mur
m e n g a k i b a t k a n t e k a n a n t u r u n d e n g a n cep a t pada u n i t kondensor-evaporator
.....

53

1 0 . Galnbar 1 0 . H a s i l p e r c o b a a n I.V, e s h a s i l p e n d i n g i n ..................
a n d e n g a n s u h u 0 . 6 OC

54

11. Gambar 11. H a s i l p e r c o b a a n 11, a i r h a s i l p e n d i n g i ....................
a n d e n g a n s u h u 1 OC

54

1 2 . Gambar 1 2 . P e r c o b a a n I d e n g a n k o n s e n t r a s i 5 1 %
untuk proses regenerasi-kondensasi . . . . . .

56

1 3 . Gambar 1 3 . P e r c o b a a n I d e n g a n k o n s e n t r a s i 51 %
u n t u k p r o s e s pendinginan dengan a i r

.....

57

1 4 . Gambar 1 4 . P e r c o b a a n I d e n g a n k o n s e n t r a s i 51 %
untuk proses evaporasi-absorpsi
........

58

15. Gambar 1 5 . P e r h i t u n g a n t e r m o d i n a m i k p a d a p r o s e s
regenerasi-kondensasi
..................

60

1 6 . Gambar 1 6 . K e b u t u h a n e n e r g i u n t u k k o n d e n s a s i

.......

61

1 7 . Gambar 17. P r o s e s p e n d i n g i n a n d e n g a n a i r

..........

62

18. Gambar 18. C o n t o h p e n g g u n a a n g r a f i k P-T-X
u n t u k p e r h i t u n g a n COP a k t u a l

..........

65

.........

66

1 9 . Galabar 1 9 . D a u r r e f i g e r a s i u n t u k COP i d e a l

2 0 . Gambar 2 0 . G r a f i k h u b u n g a n a n t a r a s u h u e v a p o r a s i minimum d e n g a n s u h u a b s o r p s i
saksimum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

2 1 . Gambar 2 1 . G r a f i k h u b u n g a n a n t a r a s u h u e v a p o r a s i minimum d e n g a n t e k a n a n r e g e n e r a s i maksimum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

2 2 . Gambar 2 2 . D a u r r e f i g e r a s i a b s o r p s i p a d a p e r cobaan I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
L a m p i r a n 1.

Pola pemanfaatan limbah

..........

82

Lampiran 2 .

Data h a s i l percobaan

..........

83

Lampiran 3 .

Grafik proses regenerasikondensasi
........................

87

Lampiran 4 .

Graf i k p r o s e s p e n d i n g i n a n
.............
dengan a i r

Lampiran 5 .

Grafik proses evaporasi .
absorpsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Pernyataan p r o s e s daur refrigerasi absorpsi
................

39

Lampiran 6 .
Lampiran 7 .

P r o s e d u r pendahuluan sebelum
.............
o p e r a s i mesin

Lampiran 8 .

Skema mesin d a n k o t a k p e n d i n g i n

Lampiran 9 .

B e b e r a p a s i f a t f i s i k amonia

....

106

.......

107

L a m p i r a n 1 0 . S p e s i f i k a s i d i m e n s i mesin p e n d i ngin t i p e absorpsi intermiten
.....

108

....................

109

L a m p i r a n 11.

Gambar t e k n i k

=w

' r y 6 u e ~ a y y n s e w 6ueA 6 u o q o ~ a 2a w n ~ o =~

1,j

6 y l y w L w e y a s s r u a r a w n ~ o =~

s,j

~egaq =

Aaqaw ~ l r w' u e q e q

3,

'7

,

q e y 6 u y q e~uowe- AT^ u e l n J e 1 n q n s

=

T ' A ~

' s a ~ ~ q nyq ne s

=

01

=

q l

3,

'uenyaqwad

3,
3,

Aaqaw

AT^

nqns

e n~
qnse =

~

L ~ a p u ~ T~J er r s- ~ J e c
w e y a s ~ 6 ~ a uT a~

py

~

T

U

' r s e ~ a u a 6 a s~a s o ~ dy n q u n s e u e d ~ 6 ~ a u a

' Z w / ~ 'ueueyaq
62

'esseworq
6y

~ e y e qu e q e q e s s e w

'eruowe

lesuapuoy e s s e w
63

6y

2

' J T ~

C e ~ u o w e - A T ee t n w u e q n J e 1
6y

essew

L e r u o w e - A r e u e q n A e 1 essew

6y/py
6y/py

essew

* e ~ u o w e - ~d ~
e ne ~ d ~ e l u a

'e~uowe- re
6y/py

ueqnJe1

'uenyaqwad

3,

6y/py

'

3,

6y/py

'JTP

~dlequa

uaqe1 seued

sa s r u a r s e u e d
s r u a r seued

~1

Vts

=

volume t a b u n g sekam,

Vd

=

volume d i n d i n g d a l a m t a n g k i + r u a n q u d a r a + d i n d i n g

m3

m3

t a b u n g sekam,
v

=

volume j e n i s

X r , i

=

konsentrasi larutan,

TR

=

suhu r e g e n e r a s i ,

TA

=

suhu a b s o r p s i ,

W

=

k e r j a bersih,

l a r u t a n air-amonia,

%

OC

OC

kJ/detik

rn3/kg

I.

A.

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
Sebagai
tropis,

negara

yang

terletak

besar

potensi

tanahnya

subur,

Indonesia

perkebunan,

industri

struktur

budidaya

perekonomian

merupakan s a l a h

untuk

mempunyai
industri

kehutanan,

i n d u s t r i p e r t a n i a n dan i n d u s t r i

dilihat

paling

daerah

y a n g b e s a r s e k a l i u n t u k mengembangkan

d a y a , y a n g mencakup i n d u s t r i

Bila

di

dengan c u r a h hujn yang cukup banyak, dan

sebagian

budi

suatu

industri
kehewanan.

Indonesia,
satu

maka

tumpuan

yang

p e n t i n g s e t e l a h i n d u s t r i penambangan minyak

dan

gas b u m i .
S e p e r t i halnya dengan kegiatan setiap i n d u s t r i ,
dalam pengolahan d a r i p a d a bahan-bahan
samping .

h a s i1

termanfaatkan,

Hasil

akan s e l a l u timbul

samping

itu

ada yang t a k termanfaatkan,

a d a yang menjadi pengganggu.

ada

yang

dan

bahkan

S a l a h s a t u kelompok

t a k t e r m a n f a a t k a n , a t a u belum d a p a t d i m a n f a a t k a n
sebaik-baiknya

d i

adalah limbah p e r t a n i a n .

hasil
dengan

Sebagian

besar

d a r i l i m b a h t e r s e b u t secara k i m i a w i merupakan bahan y a n g
dapat

digolongkan

selulosik

dan

mempunyai

potensi

dalam

satu

lignoselulosik.
untuk

kelas,

yaitu

Bahan-bahan

dimanfaatkan

bahan
tersebut

sebagai

bahan

s u m b e r e n e r g i ( P r o y e k Pengembangan d a n P e r a g a a n Peman
f a a t a n Limbah P e r t a n i a n S e b a g a i Sumber E n e r g i , I T B ,

-

1981)

Sejak

terjadinya

1973, n e g a r a - n e g a r a

k r i s i s energi pada

akhir

maju l e b i h meningkatkan p e r h a t i a n n y a

u n t u k m e n c a r i sumber d a y a e n e r g i p e n g g a n t i minyak
Pemanfaatan
hasil

tahun

sebagian

d a r i biomassa yang

berasal

p e r t a n i a n , h a s i l hutan dan limbah kota

usaha yang a k h i r - a k h i r

bumi.
dari

nerupakan

i n i sedang digalakkan.

P e r k i r a a n k e b u t u h a n e n e r g i k o m e r s i a l d a l a m REPELITA
V

telah

dilaksanakan

bahwa

Badan

Koordinasi

(BAKOREN) p a d a t a h u n 1990 s e p e r t i

Nasional
dilihat

oleh

pada

t a b e l 1.

Dari t a b e l

Energi

yang

tersebut,

dapat

terlihat

k e t e r g a n t u n g a n t e r h a d a p bahan b a k a r minyak

masih

cukup t i n g g i .
T a b e l 1.

P e r k i r a a n k e b u t u h a n e n e r g i k o m e r s i a l d a l a m REPELITA V ( d a l a m r i b u SBM).

J e n i s E n e r g i 1989/90

1990/91 1991/92

G a s Bumi

72 610

79 352

83 1 7 1

Batubara

2 1 167

25 852

26 075

T e n a g a Air

23 206

23 340

23 853

P a n a s Bumi

1 968

1 968

3 514

Sub T o t a l

118 9 5 1

130 512

136 614

M i n y a k Bumi

190 504

194 727

204 424

Jumlah

309 455

325 238

3 4 1 038

1992/93

1993/94

S u m b e r d a t a : N a s k a h K e b i j a k s a n a a n Umum B i d a n g E n e r g i
1990

,

Meskipun d a t a s t a t i s t i k y a n g l e n g k a p d a n menyeluruh
mengenai

p r o s e n t a s e konsumsi e n e r g i yang d i p a k a i

untuk

memenuhi

kebutuhan akan pendinginan d i I n d o n e s i a

masih

sulit

didapat,

namun

diperkirakan

prosentase i n i tidak dapat diabaikan.
kebutuhan
dengan

energi
energi

konvensional

untuk
yang.

dan

tujuan

bahwa

Sampai saat

pendinginan

berasal

terutama t e l a h

besarnya
ini,

dipenuhi

dari

sumber-sumber

diubah

dalam

bentuk

dalam

cara

listrik.
Ketergantungan

terhadap

listrik

pendayaan mesin-mesin p e n d i n g i n yang k o m e r s i a l merupakan
h a m b a t a n d a l a m u s a h a u n t u k memenuhi k e b u t u h a n m a s y a r a k a t
terhadap
sekarang

pendinginan.
belum

semua

Perlu
daerah

diakui
d i

sampai

bahwa

negara

kita

telah

terjangkau jaringan l i s t r i k .
Pemikiran t e n t a n g penggunaan motor-motor b a k a r u n i t
k e c i l sebagai a l t e r n a t i f terhadap ketergantungan l i s t r i k
tidak

menguntungkan

d a r i segi ekonomis,

karena

biaya

o p e r a s i o n a l dan perawatannya yang cukup mahal.
Penggunaan balok-balok
dapat

dilakukan.

es u n t u k pendinginan

T e t a p i ha1 t e r s e b u t

hanya

memang
terbatas

-

untuk daerah-daerah yang s i s t e m t r a n s p o r t a s i n y a l a n c a r .
Pendinginan
untuk

i t u s e n d i r i merupakan s a l a h s a t u

meningkatkan

daya

simpan

bahan

samping c a r a - c a r a l a i n s e p e r t i pengeringan,
penggaraman dan s e b a g a i n y a .

makanan,

cara
d i

pengasapan,

Beberapa

jenis

sayuran

yang

dapat

didinginkan

sawi

antara l a i n adalah asparagus, b i t , brokoli, kubis,
p u t i h , w o r t e l , binga kol, s a l e d r i , jagung manis,
putih,

l o b a k dan daun-daunan

Sedangkan
OC

.

buncis,

Untuk

h i j a u pada suhu 0

bawang
2

-

-

ketimun dan t e r u n g pada suhu 4

buah-buahan

antara

lain

apel,

C

O

.
7

"peach",

kelapa, anggur, j e r u k manis,

"blueberry",

d e l i m a d a n j e r u k G a r u t p a d a s u h u -1 - 2 OC

(Soesarsono,

"strawberry",

1978).
Pendinginan
dengan
no1

makanan n a b a t i t e r s b u t

hampir

k o n d i s i p e n d i n g i n a n u n t u k makanan h e w a n i

sampai dua d e r a j a t C e l c i u s b a i k

untuk

serupa

.

Suhu

pendinginan

d a g i n g s e p e r t i d a g i n g s a p i , kambing s e r t a t e l u r d a n i k a n

B.

TUJUAN PENELITIAN
Penelitian

ini

bertujuan untuk

menentukan

jumlah dan k o n s e n t r a s i l a r u t a n refrigeran-absorben
optimum

yang

diisikan

kapasitas

pendinginan

koefisian

prestasi

ke dalam
yang

(COP),

( b i o i r ~ a s s a )y a n g d i p e r l u k a n .

sistem,

dihasilkan,
dan 4 )

massa

2)

3)

:

1)
yang

besarnya
besarnya

bahan

bakar

11.

A.

TINJAUAN PUSTAKA

BIOMASSA SEBAGAI SUMBER ENERGI
Limbah

hasil

memberikan
sumber

budi

peluang

guna

daya

manusia

dimanfaatkan

yang

dapat

sebagai

bahan

e n e r g i , p a d a umumnya d i g o l o n g k a n

bagian, yaitu

:

menjadi

empat

1) l i m b a h b u d i d a y a p e r t a n i a n , 2 ) l i m b a h

budi daya perkebunan,

3) limbah b u d i d a y a kehutanan, dan

4 ) l i m b a h b u d i d a y a p e t e r n a k a n ( P r o y e k Pengembangan
Peragaan

Pemanfaatan

E n e r g i , ITB,
Yang

Limbah P e r t a n i a n

Sebagai

digolongkan dalam limbah b u d i daya

kacang t a n a h dan k u l i t kacang k e d e l a i .

digolongkan
ampas

pertanian

dan

k e l a p a sawit, l i m b a h p e r k e b u n a n

cokelat.

limbah

unit

Dan

penebangan
kayu.

yaitu

budi

limbah

kayu

Golongan
daya

dan
limbah

peternakan

yang

mencakup

serabut
karet,

Sedang limbah b u d i d a y a kehutanan

penggergajian

peternahan

jagung,

dalam limbah b u d i d a y a perkebunan

t e b u , s e r a b u t dan tempurung k e l a p a ,

tempurung

Sumber

1981).

m e l i p u t i sekam p a d i k a s a r , merang p a d i , t o n g k o l
kulit

dan

limbah
yang

dan
kopi

berupa
unit

terakhir,

mencakup

sapi dan kerbau berupa kotoran-kotoran

limbah
dari

t e r n a k - t e r n a k t e r s e b u t ( P r o y e k Pengembangan d a n P e r a g a a n
P e m a n f a a t a n Limbah P e r t a n i a n S e b a g a i Sumber E n e r g i , I T B ,
1981).

Secara kimiawi, t i g a golongan limbah yang
limbah

budi daya p e r t a n i a n , kehutanan

merupakan
sering
daya

senyawa

disebut

selulosik atau

sebagai biomassa.

peternakan,

p e r b a n d i n g a n C/N

merupakan

tertentu.

perkebunan,

lignoselulosik

yang

Sedang

budi

senyawa

limbah

organik

dengan

F a k t o r y a n g menentukan

dari masing-masing

pemanfaatan

dan

pertama,

limbah, terutama

pola
adalah

kompvsisi kimiawi d a r i bahan penyusunnya, yang t e r c a n t u m
pada

lampiran

1

( G u g u s Kerja

Energi,

Material,

Dan

Sumber Daya Non H a y a t i , I T B , 1 9 8 1 ) .
S e c a r a umum p o l a p e m a n f a a t a n l i m b a h
dan

selulosik

dapat

dibedakan

lignoselulosik

menjadi

empat

cara

pemanfaatan, y a i t u :
1.

P e m b a k a r a n , m e r u p a k a n cara y a n g p a l i n g s e d e r h a n a u n untuk

mendapatkan

energi yang

untuk berbagai kebutuhan.

dapat

dimanfaatkan

Sebagai h a s i l

pembakaran

d i p e r o l e h panas yang d a p a t digunakan s e c a r a langsung
maupun t i d a k l a n g s u n g .
digunakan

untuk

Apabila panas yang d i p e r o l e h

membangkitkan

steam,

maka

d i l a k u k a n l a n g k a h l a n j u t u n t u k membangkitkan

dapat
tenaga

mekanis a t a u l i s t r i k a t a u p r o s e s pendinginan
tipe

absorpsi

(Gugus K e r j a E n e r g i ,

Sumber Daya Non H a y a t i , I T B ,
2.

Material,

Dan

1981)

P i r o l i s a , merupakan p r o s e s p e m a n f a a t a n limbah s e l u l u l o s i k dan l i g n o s e l u l o s i k yang melihatkan
perengkahan
limbah

dan

pembakaran

tidak

kegiatan

sempurna

p a d a s u h u r e l a t i f r e n d a h , a n t a r a 400

dari

-

500

OC.

S e b a g a i p r o d u k d a r i p i r o l i s a d i p e r o l e h gas y a n g

dapat
Gas

d i b a k a r dengan n i l a i k a l o r 4000
yang

dihasilkan

menghasilkan
menggerakkan

udara

dapat
panas

k ~ / N m ~g a s .

dimanfaatkan
(proses

untuk

pengeringan),

m o t o r , d a n u n t u k membangkitkan

listrik.

Hasil y a n g p e n t i n g l a i n n y a

(Abdullah

et

al,

1986

dan

:

tenaga

adalah

Gugus

Kerja

arang
Energi,

M a t e r i a l , Dan Sumber Daya Non H a y a t i , ITB, 1 9 8 1 ) .
3.

G a s i f i k a s i , merupakan p r o s e s p e m a n f a a t a n l i m b a h s e l u l o s i k dan l i g n o s e l u l o s i k yang melibatkan
perengkahan
limbah
1100

dan

pembakaran

tidak

kegiatan

sempurna

dari

p a d a s u h u y a n g r e l a t i f t i n g g i , a n t a r a 900
OC.

produk

S e p e r t i halnya dengan

pirolisa,

sebagai

g a s i f i k a s i d i p e r o l e h g a s yang d a p a t

dibakar

d e n g a n n i l a i k a l o r 4000 K J / N ~ ~ . Gas y a n g
dapat

-

diperoleh

dimanfaatkan untuk menghasilkan udara

menggerakkan
(Abdullah

motor

et

al,

dan pembangkit
1986

dan

panas,

tenaga

listrik

Kerja

Energi,

Gugus

M a t e r i a l , Dan Sumber Daya Non H a y a t i , ITB, 1 9 8 1 ) .
4.

D e n s i f i k a s i , merupakan p r o s e s p e m a n f a a t a n l i m b a h s e lulosik
dan

h a l u s , yang m e l i b a t k a n

pemadatan,

kalor

per

densifikasi

dengan

satuan
umumnya

tujuan

volume.
berupa

kegiatan

pemanasan

meningkatkan
Produk

silinder

dari

nilai
proses

atau

balok

dengan p e n i n g k a t a n d e n s i t a s / k e r a p a t a n

s a m p a i 10 k a l i

dari

al,

1986

dan

K e r j a E n e r g i , M a t e r i a l , Dan Sumber

Daya

Non

Gugus

kerapatan

semula (Abdullah e t

H a y a t i , ITB, 1 9 8 1 ) .

6.

PEMANFAATAN LIMBAH KELAPA SEBAGAI SUMBER ENERGI
Berdasarkan

s e n s u s p e r t a n i a n 1972, d i d a p a t

jumlah

kelapa yang d i b a g i dalam tiga j e n i s , y a i t u

:

1)

pohon y a n g belum p r o d u k t i f , 2 ) pohon y a n g p r o d u k t i f ,

3)

pohon

pohon yang s u d a h t u a / r u s a k .
2 menunjukkan l u a s areal perkebunan

Tabel

produk kelapa yang d i h a s i l k a n , dan limbah yang
kan.

Jumlah limbah d a r i b u d i daya kelapa

atas

d a s a r d a t a bahwa d a r i 1 b u t i r k e l a p a

kilogram

kelapa,
dihasil

diperkirakan
didapat

dan 0 . 2 tempurung k e l a p a (Proyek

0.7

Pengembangan

d a n P e r a g a a n P e m a n f a a t a n L i m b a h P e r t a n i a n S e b a g a i Sumber
E n e r g i , ITB, 1 9 8 1 ) .
Selama i n i s a b u t dan tempurung k e l a p a
sebagai

pengganti

tempurung
sebagai

kayu

bakar.

Karenanya

k e l a p a memberikan p e l u a n g
bahan

sumber e n e r g i ( P r o y e k

guna

sabut

dan

dimanfaatkan

Pengembangan

L i m b a h P e r t a n i a n S e b a g a i Sumber

Peragaan

dimanf a a t k a n

dan

ITB,

Energi,

1981).
Sabut

kelapa

perkebunan.
tempat,
di

umumnya t e r k o n s e n t r a s i

Sedang

tempurung k e l a p a

pada

terbagi

lokasi
di

dua

y a i t u 20 % d i l o k a s i p e n g o l a h a n k o p r a d a n 8 0

kota-kota,

guna

memenuhi

kebutuhan

rumah

%

tangga

masyarakat kota.
C.

PERKEMBANGAN MESIN PENDINGIN TIPE ABSORPSI
Prinsip

refrigerasi sistem absorspi

pertama

ditemukan o l e h Faraday pada t a h u n 1824 dengan
kan l a r u t a n NH3 - AgC1.

kali

mengguna-

Sedangkan penggunaan H 2 0 -

NH3

s e b a g a i f l u i d a k e r j a o l e h Ferdinand C a r r e baru ditemukan
p a d a t a h u n 1850 (Suwono, 1 9 7 3 ) .

Di

Indonesia,

absorpsi
yang

perkembangan mesin

d i t a n d a i dengan

dilakukan

oleh

adanya

Institut

pendingin

tipe

penelitian-penelitian
Teknologi

Bandung

dan

I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor.
P e n e l i t i a n - p e n e l i t i a n d i I n s t i t u t T e k n o l o g i Bandung
menggunakan k a l o r y a n g b e r a s a l d a r i e n e r g i s u r y a ( 1 9 7 3 ) ,
biogas

(1975)

dan pembangkit

uap

(1975).

Sedangkan

p e n e l i t i a n - p e n e l i t i a n d i I n s t i t u t P e r t a n i a n Bogor
gunakari

meng-

k a l o r yang b e r a s a l d a r i e n e r g i biomassa

(1983)

dan e n e r g i s u r y a ( 1 9 9 0 ) .
Panas
untuk

digunakan langsung s e b a g a i tenaga

menguapkan amonia, d e n g a n p r o s e s

penggerak

destilasi

g e n e r a t o r ke r e c t i f i e r .

D i r e c t i f i e r suhu uap

kan

OC,

sebesar

mengembunkan

10

OC -

20

d e n g a n maksud

diturun1)

:

dari

uap a i r d a r i campuran u a p a i r d e n g a n

untuk
amo-

n i a , d a n 2 ) u n t u k m e m p e r t i n g g i k o n s e n t r a s i d e n g a n amonia
d i d a l a m campuran uap t e r s e b u t s a m p a i l e b i h k u r a n g 98

X

( H a r a h a p d a n Suwono, 1 9 7 3 ) .
Uap

dialirkan

amonia dengan k o n s e n t r a s i t i n g g i i n i
k e k o n d e n s o r u n t u k pengembunan.

kemudian

Selanjutnya

m e l a l u i k a t u p penurunan t e k a n a n , amonia c a i r i n i

diuap-

kan d i e v a . p o r a t o r d e n g a n mengambil p a n a s l a t e n penguapan
dari sekelilingnya.
absorber,

bergabung

A k h i r n y a u a p amonia i n i t e r s e r a p ke
dengan c a i r a n

rendah yang b e r a s a l d a r i g e n e r a t o r .

amonia

konsentrasi

Dengan s e b u a h pompa

mekanis

k e c i l , c a i r a n amonia dengan k o n s e n t r a s i

tinggi

i n i d i a l i r k a n k e g e n e r a t o r ( H a r a h a p d a n Suwono, 1 9 8 0 ) .
Perkembangan
menghilangkan

s e l a n j u t n y a adalah usaha-usaha

kerja

mekanis

dari

mesin.

untuk

Untuk

itu

G e p p e r t ( 1 8 9 9 ) d e n g a n menggunakan gas n e t r a l y a i t u u d a r a
sebagai

penggerak a l i r a n a n t a r a evaporator

sorber,

sehingga

amonia

dapat

berada

dengan

dalam

parsial.

Walaupun d e m i k i a n u s a h a i n i g a g a 1 u n t u k

hasilkan

s i r k u l a s i yang kontinyu (Harahap

dan

ab-

tekanan
mengSuwono,

1980).
Dengan b e r b a g a i m o d i f i k a s i , u s a h a t e r s e b u t d i t e r u s k a n o l e h B a l t z a r Von P l a t t e n d a n C a r l G . M u n t e r s
dengan

menggunakan

Hidrogen (HZ) s e b a g a i

(1925)

gas

netral.

U s a h a i n i b e r h a s i l m e n i a d a k a n sama s e k a l i k e r j a

mekanis

dari

m e s i n d a n sistem p e n d i n g i n a n i n i

terkenal

dengan

nama s i s t e m P l a t t e n - M u n t e r s y a n g d a p a t b e k e r j a

secara

kontinyu tanpa k e r j a mekanis.

D.

PERANAN MESIN PENDINGIN TIPE ABSORPSI DALAM PRAKTEK RE FRIGERASI
Mesin
pasang

pendingin

dan s u r u t .

tipe absorpsi

mengalami

S i s t e m a b s o r p s i merupakan

sistem kompresi u a p dalam abad ke 19,

keadaan
pendahulu

dan

sistem

a i r amonia d i p a k a i s e c a r a l u a s pada r e f r i g e r a t o r

domes-

dari

tik

dan

instalasi

industri besar

kimia

dan

proses.

Sistem

L i B r - H20 d i k o m e r s i a l k a n p a d a d e k a d e 4 0 - a n

50-an

sebagai

pendingin

air

untuk

bangunan b e s a r ( S t o e c k e r dan Jones,

penyaman

1989).

dan
udara

'

Sistem
absolut

air-amonia

yang

cukup

maupun LiBr-H20

baik.

Sistem

mempunyai

air-amonia

mampu

m e n c a p a i s u h u penguapan d i bawah O°C namun s i s t e m
H20

hanya

berada

t e r b a t a s pada u n i t - u n i t

d i bawah s u h u 3OC.

komersial

COP

LiBr-

agar

tak

Sistem air-amonia

mempunyai

k e l e m a h a n , y a i t u memerlukan komponen-komponen

tambahan.

Tetapi

mempunyai k e l e b i h a n y a i t u mampu b e r o p e r a s i

tekanan-tekanan
beroperasi

pada

atmosfir.

tekanan-tekanan

sehingga kebocoran
dari,

atas

di

udara

di

harus

dipasang

LiBr-H20

bawah

atmosfir,

ke d a l a m s i s t e m s u k a r d i h i n

dan h a r u s d i b e r s i h k a n s e c a r a

khusus

Sistem

pada

berkala.

sistem

pada

-

Pengaman

LiBr-H20

untuk

mencegah e r o s i ( S t o e c k e r d a n J o n e s , 1 9 8 9 ) .

E.

PRINSIP K E R J A

Pada

sistem

kontinyu

maupun

pemanasan

dan

menggunakan

ref rigerasi

absorpsi,

intermiten,

input

hanya

sedikit atau

energi

r e f r i g e r a s i dengan kompresi u a p .
ini

lebih

energi

sama

seperti

mekanik

baik

yang
adalah

sekali
pada

tidak

sistem

O l e h k a r e n a i t u sistem

sederhana konstruksinya,

karena

tidak

b a g i a n yang b e r g e r a k , s e h i n g g a b i a y a pembuatannya

ada
lebih

murah ( H a r a h a p d a n S a d e l i , 1 9 7 5 ) .
Proses-proses
intermiZen
saja

yang

sistem

yang

a d a l a h s e r u p a dengan s i s t e m k o n t i n y u ,

hanya

berlangsung

terjadi

secara

pada

intermiten

dan

mempergunakan pompa u n t u k s i r k u l a s i f l u i d a k e r j a
hap d a n S a d e l i , 1 9 7 5 ) .

t idak
(Hara-

d a r i p a d a sistem i n t e r m i t e n t e r d i r i

Peralatan
dua u n i t , y a i t u

dari

:

a.

u n i t yang b e r f u n g s i s e b a g a i g e n e r a t o r absorber

b.

u n i t yang b e r f u n g s i s e b a g a i kondensor e v a p o r a t o r .
Kedua

katup.
pada

unit

tersebut

dihubungkan

dengan

P r o s e s y a n g mula-mula t e r j a d i a d a l a h

sebuah

regenerasi

u n i t g e n e r a t o r absorber, yang d i i k u t i o l e h

kondensasi

pada

unit

kondensor

evaporator.

pemanasan, r e f r i g e r a n pada u n i t g e n e r a t o r akan
dari

absorbernya

berkondensasi

dan

proses

menguap

menuju

karena pendinginan d a r i

Karena
terpisah

kondensor,

sekeliling

yang

t e m p e r a t u r n y a l e b i h r e n d a h ( g a m b a r 1A).
Setelah
absorber

proses-proses t e r s e b u t selesai,

didinginkan

tekanannya

turun,

ke

temperatur

sedangkan

tekanan

generator

mula
di

kondensor

e v a p o r a t o r yang b e r i s i c a i r a n r e f r i g e r a n , t e t a p
Perbedaan

t e k a n a n i n i menyebabkan k o n d e n s a t

dalam kondensor e v a p o r a t o r b e r e k s p a n s i dan
efek refrigerasi.
kembali

ke

untuk

tinggi.

refrigeran
menghasilkan

Uap r e f r i g e r a n y a n g t e r j a d i

dalam g e n e r a t o r absorber

hingga

mengalir
diabsorpsi

d e n g a n m e n g e l u a r k a n p a n a s k e s e k e l i l i n g ( g a m b a r 1B).

Generat or

.ator
- ber

. .- .- - ..

Q

Gambar 1.

Skema s i s t e m r e f r i g e r a s i a b s o r p s i i n t e r m i t e n
( H a r a h a p d a n S a d e l i , 1975).

Menurut
pengertian

Harahap
dan

perencanaan
adalah

1.

dan

p r o s e s yang

mesin

Tobing
perlu

pendingin t i p e

beberapa

(1981)

diperhatikan
absorpsi

dalam

intermiten

:

K u n s e n t r a s i pancung ( c u t o f f c o n c e n t r a t i o n )
Pada k o n s e n t r a s i i n i , kondensat r e f r i g e r a n pada
kondensor e v a p o r a t o r d a p a t d i e v a p o r a s i k a n s e l u r u h n y a
di

bawah

dilampaui,
dapat

titik

beku a i r .

Jika

konsentrasi

maka k o n d e n s a t y a n g t e r b e n t u k i t u

d i e v a p o r a s i k a n s e l u r u h n y a selama p r o s e s

pansi, karena tekanan d a r i generator absorber
naik.

ini
tidak
ekstelah

K o n d e n s a t i n i kernudian d i e v a p o r a s i k a n d i a t a s

t e m p e r a t u r t i t i k beku a i r , dan i n i t i d a k d i k e h e n d a k i

meskipun

lebih

banyak

kondensat

refrigeran

Untuk konsen-

t e r b e n t u k dalam kondensor evaporator.

trasi

yang

seluruhnya
terjadi

rendah, meskipun
tetapi

karena

l e b i h s e d i k i t , maka

dihasilkan juga kecil.

yang

dapat

jumlah

dievaporasikan
kondensat

kapasitas

yang

pendinginan

Sehingga d a p a t

p u l k a n bahwa k o n s e n t r a s i p a n c u n g a d a l a h
di

yang

disim-

konsentrasi

mana sistem m e m b e r i k a n k o e f i s i e n p r e s t a s i

(COP)

y a n g optimum.
2.

Campuran B i n e r

D i dalam p r o s e s pendinginan t i p e a b s o r p s i , akan
d i t e m u k a n c a m p u r a n b i n e r y a n g homogen ( t e r d i r i
dua

zat

m u r n i y a n g homogen),

maupun g a s .

baik

dari

berupa

cairan

S a l a h s a t u c a n p u r a n semacam i n i

adalah

campuran a n t a r a a i r dengan amonia.
Sifat

p e n t i n g s u a t u campuran a d a l a h

bercampurnya
dikatakan

(miscibility).
be'rcampur

Suatu

apabila

kemampuan

campuran
pada

sembarang

k o ~ s e n t r a s it e r b e n t u k c a q p u r a n y a n g homogen.
sistem

yang

pendinginan

t i p e absorpsi,

dapat

Dalam

campuran

biner

dengan

baik,

digunakan h a r u s d a p a t bercampur

d a l a m f a s e c a i r maupun g a s .
3.

Destilasi
A p a b i l a p a d a s u a t u campuran b i n e r akan d i a d a k a n
suatu
menguap
adanya

pemisahan
dari
zat

zat
lain.

dengan d e s t i l a s i ,
yang s a t u

akan

maka

kemampuan

dikurangi

oleh

parsial

dari

Akibatnya tekanan

masing-masing zat t e r s e b u t t e r k u r a n g i .

P e r s y a r a t a n utama d a r i p r o s e s d e s t i l a s i l a r u t a n
biner

a d a l a h k o n s e n t r a s i campuran u a p y a n g

haruslah

berbeda

dengan

komposisi

terjadi

dari

zat

cairnya.
4.

Absorpsi
Apabila

suatu

campuran

biner

berada

dalam

k e a d a a n t e k a n a n d a n s u h u y a n g homogen d a n h a n y a

ada

u a p c a m p u r a n t e r s e b u t d i a t a s c a m p u r a n c a i r n y a , maka
ada

untuk t e r j a d i n y a

k e s e t imbangan

penurunan

'konsentrasi

konsentrasi

uap

dan

campuran

kenaikan

tersebut,
tersebut

cairan

atau
sampai

mencapai

kesetimbangan, dan b e s a r n y a t e r g a n t u n g p a d a suhu dan
tekanan
Kenaikan
campuran
berarti

cair.
naiknya

cairnya.

campuran

akan

Dalam

ha1

konsentrasi

menaikkan

konsentrasi

campuran

air-amonia

amonia

d i

Sedangkan kenaikan suhu akan

campuran
berpengaruh

Dengan d a s a r s i f a t - s i f a t d i a t a s

maka

a b s o r p s i , y a i t u t e r s e r a p n y a uap amonia

oleh

sebaliknya.
proses

tekanan

cairnya,

yang

berarti

juga

kenaikan

k o n s e n t r a s i amonia d i campuran c a i r n y a d a p a t d i b a n t u
dengan

kenaikan

( B u n t o r o , 1979).

tekanan

atau

penurunan

suhu

P e r k i r a a n l u a s dan p r o d u k s i tanaman k e l a p a d i I n d o n e s i a , S e n s u s P e r t a n i a n 1972.

Tabel 2.

PROPINSI

LUAS
TANAIIAN
(kha)

BUTIRAN

TEtlPURUNG

SEWUT

KELAPA
1000)

(X

(kton)

(kton)

1. D a e r a h I s t i m c w a Aceh

44

131.894

92

26

2. S u m a t c r a Utara

70

201.411

141

40

3. S u m a t e r a B a r a t

36

112.621

79

22

172

401.537

281

80

5. J m b i

35

77.203

54

15

6. Sumatera S e l a t a n

19

55.960

39

11

4

9.393

7

2.

44

95.477

67

2

6.129

4

1 0 . Jawa B a r a t

149

431.043

302

RG

11. Jawa T e n q a h

153

437.258

306

87

34

91.446

64

18

130

425.281

289

85

46

158.441

111

32

86.550

61

17

74

152';398

107

1 7 . K a l i m a n t ~ nB a r a t

109

402.654

282

1 0 . K a l i m a n t a n Tengah

12

.23.384

20

6'

19. Kalimantan S e l a t a n

20

50.221

35

10

9

15.924

11

3

21. S u l a w e s i U t a r a

142

496.714

348

22. S u l a w e s i Tengah

113

353.754

248

71

23. S u l a w e s i S c l a t a n

54

141.854

99

20

24. S u l a v c s i Tengg.ara

36

57.604

40

12

121

355.133

249

71

4. R i a u

-7..

Sengkulu

8. Lampung
9 . DKI J a k a r t a

1 2 . D.I. Y o g y a k a r t a
1 3 . Jawa T i m r u
14. D a l i '
1 5 . Nusa T e n g g a r a B a r a t

1

'30

1 6 . Nusa T c n g g a r a T i n u r

20. K a l i m a n t a n Timur

2 5 . Maluku

-

26. I r i a n J a y a
Jmlrh
S&er

:

'1

1.658

sir3 ~ u s c : ~ : a t i s : j k ,

-

.

.

1

.'

3o
80

.

99

-

-

4.776.2Z4

"?cr:aniafl,

19

2.345

'191. 2

...

951

, Zz.?arZa,

1377

111.

ANALISA SISTEM

PERHITUNGAN TERMODINAMIKA MESIN PENDINGIN
Banyaknya e n e r g i d a l a m b e n t u k p a n a s y a n g d i b u t u h k a n
untuk proses regenerasi adalah

(Suwono,

1973)

:

akhir proses
mula

g e r a n y a n g menguap s e l a m a

M3

=

massa l a r u t a n dalam g e n e r a t o r a b s o r b e r s e t e lah proses regenerasi (kg)

hL,3

=

'

e n t a l p i l a r u t a n dalam g e n e r a t o r a b s o r b e r set e l a h proses regenerasi (J/kg)

M1

=

m a s s a l a r u t a n mula a i r - a m o n i a d a l a m g e n e r a t o r absorber (kg)

ht, 1

=

e n t a l p i l a r u t a n mula a i r - a m o n i a d a l a m g e n e r a t o r absorber (J/kg)

hv

=

e n t a l p i uap air-amonia

Mk'

=

massa k o n d e n s a t a m o n i a , d a l a m k o n d e n s o r e v a -

(J/kg)

porator (kg)
Suku

ketiga

d a r i persamaan

dihitung

(1)

secara

g r a f i s d e n g a n memasukkan p a d a d i a g r a m n i l a i hv r a t a - r a t a
t e r h a d a p j u m l a h u a p r e f r i g e r a n y a n g t e r b e n t u k (MI - M3).

Hasil i n t e g r a s i t e r s e b u t a d a l a h l u a s d a e r a h y a n g d i b a t a -

s i o l e h k u r v a d a n sumbu M k '

Gambar 2 .
Bila

= (MI

- M3).

Metoda g r a f i k u n t u k p e r h i t u n g a n e n t a l p i penguapan r e f r i g e r a n dalam p r o s e s r e g e n e r a s i
dMk' d i p i l i h s e c a r a t e r b a t a s , maka

integrasi

d i atas d a p a t d i t u l i s k a n s e b i g a i penjumlahan untuk
terbatas

Mk',

yaitu

f M1- *?I)

/

hv dMkp

(Suwono,
b
.

=

0

t

hv,i

1973)

4Mk',i

:

..............

m e n j a d i segmen-segmen d e n g a n s e l a n g s e b e s a r

dan mengambil n i l a i

(2)

i=1

Hal i n i d a p a t d i l a k u k a n d e n g a n membagi sumbu

Mk'

beda

massa
Mk',i

h v , i yang merupakan n i l a i r a t a - r a t a

b a g i setiap s e l a n g perubahan i n i :

Ketelitianperhitung-

an t e r g a n t u n g d a r i besarnya pengambilan n i l a i M k ' , i .

N i l a i M3 d a l a m p e r s a m a a n (1) d i h i t u n g d e n g a n m e m i s a l k a n bahwa k o n d e n s a s i d a l a m t a n g k i k o n d e n s o r
tor

adalah

ikut

absorben

s e r t a menguap d a n t e t a p d a l a m u n i t

sorber.
jumlah

r e f r i g e r a n murni, sehingga

Konsekuensi
absorber

dalam g e n e r a t o r t e t a p .

tidak

generator

d a r i pemisalan i n i

d a p a t d i t u l i s s e b a g a i b e r i k u t (Suwono,

evapora-

'

adalah

bahwa

Hubungan

1973)

ab-

ini

:

atau

Jadi

proses-

b a n y a k n y a r e f r i g e r a n y a n g menguap s e s u d a h

proses regenerasi adalah :

Dengan j a l a n y a n g sama d a p a t d i t u n j u k k a n bahwa

Dengan

ditetapkannya

refrigeran-absorben
diketahuinya

jumlah

dan

besarnya

konsentrasi

yang d i i s i k a n ke dalam s i s t e m

tingkat

keadaan

akhir

r e g e n e r a s i maka M 3 d a p a t d i t e n t u k a n .

dari

larutan
serta
proses

Kapasitas
evaporator

kondensat

evaporator.
evaporasi

pendinginan

dihasilkan

refrigeran

oleh

dalam

U n t u k p r o s e s p e m b u a t a n e s maka
d i p i l i h d i bawah t i t i k b e k u

harus

persyaratan

ini

membatasi

pemilihan

proses
kondensor

temperatur
air,

dan

konsentrasi

r e f r i g e r a n dalam l a r u t a n r e f r i g e r a n - a b s o r b e n yang

dapat

d i p a k a i untuk tujuan perancangan.
Persyaratan i t u adalah :

a.

Untuk pemakaian r e f r i g e r a n - a b s o r b e n d e n g a n konsen

trasi

pancung

(cut

off

concentration),

-

maka

kondensat r e f r i g e r a n d a p a t diuapkan seluruhnya pada
waktu

proses

evaporasi pada temperatur

di

bawah

t i t i k beku a i r .
b.

Apabila

konsentrasi refrigeran lebih

konsentrasi

p a n c u n g , maka

ada sebagiaq

refrigeran

yang

dapat

temperatur

di

tidak

bawah

titik

beku

besar

kondensat

diuapkan
air,

dari

dan

pada
akan

d i u a p k a n d i atas t i t i k beku a i r .
Untuk k o n s e n t r a s i pancung, b e s a r n y a k a p a s i t a s
n a n d i b e r i k a n o l e h (Suwono, 1973) :

b i l a p e r s a m a a n ( 4 ) d i s u b t i t u s i k a n maka,

pendingi-

Untuk

konsentrasi

yang l e b i h

besar

pancung, d i n y a t a k a n o l e h persamaan

B e s a r n y a Ms

konsentrasi

:

d a p a t d i h i t u n g dengan meninj au keseimbangan

'

termodinanik

dari

keseimbangan
tersebut

dari

larutan

kondesat

tercapai

temperaturnya

refrigeran-absorben

refrigeran.

dengan

tekanan

Bila

dan

keseimbangan

yang

sama,

sama d e n g a n t i t i k b e k u a i r , maka

dimana
Xr,5

--

d a n massa k o n d e n s a t r e f r i g e r a n y a n g t i d a k d i e v a p o r a s i k a n
menjadi :
M
s,

Bila

=

M1-M;,

persamaan

( 8 ) d i s u b t i t u s i k a n pada

persamaan

(7)

.......

(9)

maka,

1 - x r , ~
QD

=

Performansi
dari

-

M1

hfg

1 - Xr,;
u n i t pendingin d i d e f i n i s i k a n sebagai

kapasitas

pendinginan dengan

d i b u t u h k a n o l e h sistem, y a i t u :

energi

panas

rasio
yang

COP
Untuk

=

QD/QR

kondensat

...............................
refrigeran

dalam

unit

(10)

kondensor

e v a p o r a t o r y a n g d a p a t d i u a p k a n s e l u r u h n y a d i bawah t i t i k
b e k u a i r , maka :

-

COP

........................

Mn'

~ 3 h L j 3- M l h L , l
atau

+

/

h v dMk,

0

:

COP

=

L

_1

.................................

(11)

Untuk k o n d e n s a t y a n g t i d a k d a p a t s e l u r u h n y a d i e v a p o r a s i k a n d i bawah t e m p e r a t u r t i t i k b e k u a i r , b e s a r n y a p e r f o r mansi a d a l a h

COP

:

=

.................................

(12)

B.

KONSTRUKSI MESIN PENDINGIN

1.

Tangki Generator-Absorber
Volume

minimum

ditentukan

dari

o l e h banyaknya

tangki

generator-absorber

larutan

refrigeran-absorben

d i i s i k a n , d i t a m b a h d e n g a n r u a n g sistem

yang

b i o m a s s a s e k a m (Wahyu, 1 9 8 3 ) , maka

= v M I + Vd + Vts

+

V,

pembakaran

:

..................

dimana

:

v

=

volume j e n i s r e f r i g e r a n - a b s o r b e n

M1

=

massa r e f r i g e r a n - a b s o r b e n

Vd

=

volume d i n d i n g dalam t a n i k i

(13)

5 2 % (m3/kg)

52% ( k g )

+

ruang udara

+

d i n d i n g t a b u n g s e k a m (m3)

V ts

=

volume t a b u n g sekam ( m 3 )

ye

=

v o l u m e c e r o b o n g y a n g masuk t a n g k i (m3)

Untuk menentukan volume t a b u n g sekam d i p e r h i tungkan
nilai

energi

yaitu

1 2 . 6 KJ/kg k e r i n g u d a r a u d a r a .

dalam

bentuk

oleh

limit

bawah

Kehilangan

panas

y a n g t e r k a n d u n g dalam sekam

kebocoran panag yang dibawa

antara

produk pembakaran, pembakaran biomassa yang

sempurna, kebocoran p a n a s o l e h pengaruh p a n a s
radiasi

dan

Diperkirakan
maka

konduksi
jumlah

dalam

unit

1983) :

konvekEi,
sekam.

sebesar

keseimbangan e n e r g i d a p a t d i t u l i s s e b a g a i

(Wahyu,

tidak

pembakar

kehilangan tersebut

lain

70%,

berikut

=

0 . 3 M qlv

.........-..

M1 q r

d imana

:

M

= m a s s a b i o m a s s a sekam ( k g )

4l v

= n i l a i e n e r g i p a n a s sekam ( K J / k g )

M1

= massa l a r u t a n r e f r i g e r a n - a b s o r b e n ( k g )

qr

= p a n a s yang d i p e r l u k a n u n t u k p r o s e s r e g e n e r a s i
u n t u k s e t i a p kg l a r u t a n r e f r i g e r a n - a b s o r b e n
(KJ/kg)

sehingga

:

=

M

25

. x 568

0 . 3 x 12 593

=

3 . 7 5 kg massa

s e d a n g k a n d i k e t a h u i bahwa :

Vts -dimana

:

Vts

vs M

0.026 x 3.75

=
=

tebal

=

0 . 0 9 7 5 m3

34.26 l i t e r

untuk

diameter

(15)

vs = volume j e n i s sekam ( 0 . 0 2 6 m3/kg)

Apabila
maka

..................................

direncanakan
mencapai

3 8 cm.

,

t i n g g i t a b u n g sekam

volume

34.26

liter

30 em ,

dibutuhkan

Tebal d i n d i n g t a n g k i , ruang udara

d i n d i n g t a b u n g sekam b e r j u m l a h 1 cm

serta

dan
ruang

u d a r a d i a t a s t a b u n g sekam l e b i h t i n g g i 1 em d a r i t a b u n g
sekam, maka volumenya d a p a t d i t u l i s s e b a g a i :

Untuk
larutan
di

memperoleh

permukaan y a n g l e b i h

luas

refrigeran-absorben dapat mengisi ruang

sekitar

dinding

dalam

tangki.

Dengan

maka
tangki

demikian

p e r m u k a a n l a r u t a n a d a l a h 31 cm d a n d i a m e t e r l a r u t a n y a n g
paling luar adalah 55.51 cm.
Untuk
dalam

mencegah

l a r u t a n c a i r air-amonia

tangki kondensor-evaporator,

maka

masuk

tangki

ke

dibuat

s e d i k i t l e b i h b e s a r d a r i h a r g a v o l u m e minimum.

segi

Dari

keamanan

sewaktu

silindrik.
lebih

ketelitian

dan

operasi, d i p i l i h bentuk

keandalan

tangki

Bentuk t a n g k i yang s i l i n d r i k i n i

sedikit

dipilih

kesederhanaan pembuatan

sambungan y a n g h a r u s

tinggi.

ukuran-ukuran

Dengan
:

bentuk

memerlukan

dikerjakan
ini,

yang

dengan

maka

dapat

d i a m e t e r t a n g k i = 5 5 . 5 1 cm

dan

t i n g g i t a n g k i = 33 c m .
Pipa yang d i p a k a i untuk cerobong a d a l a h p i p a
No. 4 0 d e n g a n d i a m e t e r l u a r 6 c m , p a n j a n g p i p a
y a n g masuk k e d a l a m t a n g k i a d a l a h 2 c m , s e h i n g g a

hitam

cerobong
volume

c e r o b o n g y a n g masuk m e n j a d i :

Tebal

d a r i dinding tangki

ditentukan

berdasarkan

a t a s t e k a n a n o p e r a s i o n a l y a n g maksimum t e r j a d i d a n j e n i s
bahan

yang

dipilih.

Untuk

silinder

dinding

t e k a n a n o p e r a s i maksimum y a n g t e r j a d i a d a l a h :

tipis,

J i k a b a h a n y a n g d i g u n a k a n a d a l a h b a j a A I S I No.

1015

d e n g a n Pb = 6 0 0 0 0 p s i a , s e d a n g k a n f a k t o r keamanan s
(pembebanan

statik),

maka t e k a n a n

yang

=

2

diperbolehkan

adalah :
P b o l e h = 60 000/2

= 30 000

psi

=

206.844 x 10

~ / m ~ .

Dengan h a r g a P i = 3 0 0 p s i a , maka u n t u k u k u r a n d a s a r
y a n g t e l a h d i p i l i h t a d i , t e b a l d i n d i n g minimum

haruslah

sebesar :

=

0 . 1 0 9 i n c h i = 2 . 7 7 mm

Agar cukup k u a t s e r t a m e n g i n g a t u k u r a n t e b a l
yang

tersedia

d i p a s a r a n , maka d i p i l i h

tebal

pelat
dinding

s i l i n d e r 3 mm.
Untuk t u t u p a t a s d a n t u t u p bawah d a r i t a n g k i , t e b