MODUL PRAKTIKUM

TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERAIRAN I

Disusun oleh:

Tim Asisten TPHP I

Tahun 2014

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2014

MATERI 1

UNIT DAN DIMENSI

Unit dan satuan: sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran.

Contoh: panjang (meter, feet, mil), massa (gram, pound).

Dimensi: satuan yang digunakan secara umum dalam besaran primer.

Contoh: Massa [M], Panjang [L]

A. Dimensi Besaran Pokok

Dimensi pokok adalah dimensi yang unitnya telah ditetapkan atau

didefinisikan. Berikut ini adalah tabel dimensi pokok:

Besaran pokok dalam Sistem Internasional

Nama dimensi Simbol dalam

rumus

Simbol

dimensi Satuan SI

Simbol

satuan

Panjang l, x, r, dll. [L] Meter M

Waktu T [T] Detik S

Massa M [M] Kilogram Kg

Arus listrik I [I] Ampere A

Suhu T [] Kelvin K Jumlah molekul N [N] Mol Mol

Intensitas cahaya Iv [J] Candela Cd

B. Dimensis Besaran Turunan

Dimensi turunan adalah dimensi yang diturunkan dari dimensi pokok

berikut ini adalah contoh dari dimensi turunan.

Dimensi

turunan Unit Simbol unit

Simbol dalam

unit dasar

Simbol

dimensi

Kecepatan Meter per sekon m/s m.s-1

L.T-1

Percepatan Meter per sekon

kuadrat

m/s2

m.s-2

L.T-2

Luas Meter persegi m2

m2

L2

Volume Meter kubik m3

m3

L3

Gaya Newton N kg.m.s-2

MLT-2

Massa jenis Kilogram per

meter kubik

Kg/m3

kg.m-3

ML-3

Usaha dan

energi

Joule J kg.m2.s

-2 ML

2T

-2

Daya Watt W kg.m2.s

-3 ML

2T

-3

Tekanan Pascal Pa kg.m-1

.s-2

ML-1

T-2

Frekuensi Hertz H s-1

T-1

Dalam kehidupan sehari-hari dikenal empat sistem satuan, yaitu:

1. Absolute Dynamic System = cgs (cm, gr, dan sec)

2. English Absolute System = fps (ft, pound, sec)

3. Gravitation System

- British Engineering (BE) = ft, sec, slug

- American Engineeering (AE) =ft, sec, lbf

4. Sistem Internasional = meter, kg, sec

Pengukuran: membandingkan besaran yang satu dengan besaran lainnya yang

dipakai sebagai satuan

Tabel Konversi

1 lbm = 454 gram 1 atm = 760 mmHg

1 lbm = 0.454 kg 1 inch = 2,54 cm

1 ft = 12 inch 1 kWh = 3422.14 btu

1 ft = 0,3048 m 1 m = 3.28 ft

1 ft.lbf = 1.3558 joule 1 gal (US) = 231 inch3

gc = 32.2

1 watt = 1

1 lbf = 32.2

1 mil = 1.6 km

Laju gravitasi = 980

Cp = 0.8

= 32.17

Densitas Hg = 13.6

Contoh Soal

1. 24,7 x 103

= . . .

= 24,7 x 103

x

x

=

=

= 1540,5861

2. Faktor Konversi

in h =

x FK

in h =

x

FK =

=

Soal Latihan

1. 32,4

= . . .

2. 1 dyne = 2,248 x 10-6 lbf

5,7935 x 10-4

in h = . . . n

3. Tentukan dimensi densitas (

4.

=

5. i

=

x FK

6. Air mengalir dari sebuah pipa seluas 5,69 inch2 dengan debit air 0,5 gal/sec.

Hitung kecepatan air dalam inch/menit.

7. Diketahui kecepatan pesawat 2x kecepatan suara, tentukan konversi kecepatan

pesawat menjadi mil/jam jika diketahui kecepatan suara 2200 ft/sec.

Tugas

1. Tentukan dimensi dari satuan lbf.

2. Berapa energi potensial (Ep) dalam ft.lbf sebuah drum dengan massa 82 lbm yang

tergantung 30 ft diatas.

3.

=

x FK

4. 1,013 x 106 n

= . . .

in h

5. Berapa energi yang dibutuhkan dalam ft.lbf untuk mendorong meja jika diketahui

massa meja 67 lbm dengan jarak tempuh sebesar 2 m dalam kecepatan 30 m/s

dalam waktu 30 menit.

MATERI 2

KESETIMBANGAN MATERI

Definisi: Perhitungan dari semua materi dalam suatu proses kimia atau fisik

Hukum Kekekalan Massa

Materi tidak dapat diciptakan atau dipindahkan, tetapi hanya dapat

berubah bentuk dari suatu bentuk ke bentuk lain

M input = M output + M akumulasi

M akumulasi = 0 (steady state process)

M akumulasi 0 (unsteady state proces)

Kesetimbangan materi terbagi menjadi 2 bagian:

1. Kesetimbangan massa total

- Total massa semua input dan output yang terlibat dalam satu proses

- Total proses yang terlihat dalam aliran bahan

2. Kesetimbangan massa komponen

- Komponen: sesuatu yang terkandung dalam bahan

- Contoh: kadar air, kadar protein, kadar gula, kadar lemak

BASIS

- Digunakan dalam perhitungan kesetimbangan massa bila jumlah output dan

input dalam proses tidak diketahui secara tepat

- Bilangan bulat persatuan waktu tertentu

TIE MATERIAL

- Komponen yang selama proses tidak mengalami perubahan jumlah sehingga

komponen ini menghubungkan antara subsistem

- Contoh total padatan dalam pengeringan, kandungan lemak dalam

evaporasi, dll

Tahap dalam menentukan kesetimbangan massa

1. Menggambar proses

2. Memasukkan variabel yang sudah diketahui

3. Membuat persamaan matematika sederhana

4. Memecahkan persamaan-persamaan

5. Menyimpulkan kembali dari hasil pemecahan persamaan matematika

kedalam bahasa teknologi

Pearsons Square: suatu metode sederhana dalam mendesain formulasi dari dua

bahan atau material yang dicampurkan untuk mendapatkan rasio yang seimbang.

input output proses

Contoh Soal

1. Terdapat 1000 kg larutan mengandung 10% NaCl, larutan tersebut diuapkan

sehingga menghasilkan produk larutan yang mengandung 50% NaCl. Hitung berat

produk dan berat air yang diuapkan

B

A C

1000 kg, 10 % NaCl x kg, 50 % NaCl

Massa total : A = B + C

1000 kg = B + C

Massa komponen : 10 % A = B + 50 % C

0,1 A = B + 0,5 C

0,1 (1000 kg) = 0 + 0,5 C

100 = 0,5 C

C = 200 kg

Massa air : A = B + C

1000 kg = B + 200 kg

B = 1000 kg 200 kg

B = 800 kg

Jadi jumlah produk yang dihasilkan 200 kg, dan jumlah air yang diuapkan 800 kg

2. Seberapa banyak penurunan berat yang terjadi pada ikan kering dengan kadar air

awal 80 %, hingga memiliki kadar air 50 %

B

A C

80 % 50 %

Massa total : A = B + C

Massa komponen : A = B + C

80 % A = B + 50 % C

0,8 A = B + 0,5 C

A = B + C

0,8 A = B + 0,5 C -

0,2 A = 0,5 C

A = 2,5 C

evaporasi

pengeringan

Jadi penurunan berat air sebesar 60 %

Soal Latihan

1. Dalam proses dehidrasi produk yang memiliki kadar air 80 % telah kehilangan

setengah beratnya selama proses. Berapa kadar akhir dari air produk tersebut ?

2. Sebanyak 35.000 kg susu yang terdiri dari 4 % lemak yang akan dipisahkan

menjadi susu skim, yang terdiri dari dari 0,45 % lemak dan krim dengan lemak

45%. Susu tersebut diproses selama 6 jam, berapa laju aliran proses (kg/jam) dari

kedua produk tersebut jika asumsi pada proses pemisahan telah terjadi

penyusutan sehingga massa input = output dan krim menerapkan massa yang

terpisah dari susu.

3. Saos tomat dialirkan melalui pipa dengan kecepatan 100 kg/menit, bersama

dengan larutan jenuh garam 26 % pada kecepatan konstan. Pada kecepatan berapa

larutan jenuh garam ditambahkan agar produk memiliki konsentrasi garam 2 %.

4. Dalam pembuatan sup krim bubuk dimasukan sup krim basah ke dalam alat drum

dryer, sup krim tersebut terdiri dari komponen air 80%, lemak 10 %, protein 8 %,

dan komponen lainnya 2 %. Sup krim bubuk memiliki kadar air 10 %, hitunglah

rendemen pengolahan dan komposisi sup krim bubuk yang dihasilkan dengan

asumsi tidak terjadi penyusutan serta basis 100 kg.

Tugas

1. Seorang mahasiswa THP ingin membuat ikan kering dengan kadar air 30 %. Jika

kadar air ikan segar 90 %, berapa besar persen penurunan berat yang terjadi ?

2. Tentukan massa NaCl dengan konsentrasi 10% yang diperoleh jika 15 kg larutan

NaCl 20 % diencerkan dengan air untuk memperoleh larutan NaCl 10 % tersebut.

3. Produk sosis terbuat dari:

- Daging: lemak 14 %, protein 19 %, air 67 %

- Lemak hewani: kadar lemak 89 %, protein 3 %, air 8 %

- Protein isolat: protein 90 %, air 8 %

Untuk memenuhi kadar air produk maka ditambahkan air. Protein isolat +3 % dari

berat total. Berapa banyak masing-masing bahan untuk menghasilkan 100 kg sosis

dengan komposisi protein 15 %, lemak 20 %, dan air 65 %.

MATERI 3

PINDAH PANAS

Tiga mekanisme perpindahan kalor :

1. Konduksi

2. Konveksi

3. Radiasi

Konduksi Konveksi Radiasi

Perpindahan Kalor Konduksi Jika ada perbedaan temperatur pada suatu benda, maka akan ada

perpindahan energi dari suhu tinggi ke suhu rendah, perpindahan energi ini

disebut konduksi. Laju perpindahan kalor konduksi:

Dimana : q = laju perpindahan kalor (watt)

k = konduktivitas termal bahan (watt/m oC)

A = Luas permukaan

dt = perbedaan temperatur

dx = tebal lempeng.

Tanda negatif pada persamaan diatas diberikan supaya memenuhi hukum

termodinamika yaitu kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.

Konduktivitas termal (daya hantar panas) adalah sifat bahan yang menunjukkan

seberapa cepat bahan itu dapat menghantarkan panas konduksi.

Perpindahan panas konduksi pada bidang datar

1. Perpindahan panas konduksi pada bidang datar lempeng selapis

q = laju perpindahan panas, q mengalir dari suhu permukaan tinggi ke suhu

permukaan rendah.

Konduktivitas termal, k

tebal bahan, dX tahanan panas

luas permukaan, A

Analogi listrik (Hk. Ohm) Aliran = potensial suhu \ tahanan panas

Bila aliran panas dinyatakan dengan analogi listrik menjadi :

2. Perpindahan Panas Konduksi Pada Bidang Datar Lempeng Berlapis Seri

Aliran panas dilewatkan pada bidang datar yang disusun berlapis-lapis

dengan bahan yang berbeda-beda

Aliran panas masuk dengan suhu T1 dan keluar dengan suhu T4. Suhu

antar muka masing-masing adalah T2 dan T3.

Contoh : pada konstruksi furnace, cold storage, cold box dll.

Persamaan aliran panas untuk seluruh bidang datar adalah :

Rth adalah jumlah tahanan termal.

Untuk bahan yang disusun seri : Rth = Ra + Rb + Rc + Persamaan aliran panas untuk bidang yang disusun seri adalah :

Pada keadaan stead state, panas yang masuk pada sisi permukaan sebelah kiri

harus sama dengan panas yang meninggalkan sisi uka sebelah kanan.

Q input = Q output

3. Perpindahan Panas Konduksi Pada Bidang Datar yang Disusun Paralel :

Dinding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang dihubungkan paralel

dialiri panas. Perpindahan panas konduksi dianggap berlangsung hanya satu arah.

Untuk menyelesaikan susunan diatas, maka tahanan yang disusun paralel harus

diselesaikan lebih dahulu sehingga pada akhirnya akan terbentuk susunan seri.

Untuk susunan paralel :

Persamaan aliran panas untuk susunan diatas adalah :

MATERI 4

KONVEKSI

Konveksi merupakan perpindahan panas yang terjadi antara permukaan

padat dengan fluida disekitarnya, dengan menggunakan media penghantar berupa

fluida (cairan/gas). Pergerakan udara pada peristiwa perpindahan konveksi dengan

sumber panas pada salah satu sudutnya

Macam-macam Konveksi :

1. Konveksi bebas/konveksi alamiah (free convection/natural convection)

Yaitu perpindahan panas yang disebabkan oleh beda suhu dan beda rapat

saja dan tidak ada tenaga dari luar yang mendorongnya. Contoh: plat panas

dibiarkan berada di udara sekitar tanpa ada sumber gerakan dari luar.

2. Konveksi paksaan (forced convection)

Perpindahan panas aliran gas atau cairan yang disebabkan adanya tenaga

dari luar. Contoh : plat panas dihembus udara dengnan kipas/blower.

Besarnya energi kalor yang dipindahkan seara konveksi

Q = hA(T2-T1)t

Kecepatan pindah panas

E = Q/t = hA(T2-T1)

Keterangan

H : laju aliran kalor (J/s atau watt)

Q : kalor yang dipindahkan (Joule)

t : waktu (s)

h : Koefisien konveksi

A : Luas penampang (m2)

dT : perubahan suhu (oC)

MATERI 5

STEADY STATE CYLINDER

Selapis

Q = kA

Q =

Alm =

Q =

Lapis banyak

Q =

=

=

Keterangan

k = Konduktivitas panas (W/mC)

T1 = Suhu dalam pipa (C)

T2 = Suhu dalam pipa (C)

ro = Jari-jari dalam (m)

r1 = Jari-jari luar (m)

x = Tebal pipa (m)

l = Panjang pipa (m)

q = Laju pindah panas (J/s)

Alm = Areal log mean

Soal Latihan

1. Sebuah pipa memiliki k = 17 w/moC digunakakn untuk membawa minyak panas

dengan suhu 130 oC, tebal pipa 2 cm, diameter pipa 8 cm, pipa diberi isolator

dengan ketebalan 4 cm, dengan suhu luar pipa 25 oC. Hitung suhu permukaan

antara stainless steal dengan isolator. Diketahui panjang pipa 1 meter dan

konduktivitas isolator 0,035 W/moC.

2. Terdapat pipa stainless dengan konduktivitas 18 w/m0C dengan temperatur dalam

pipa 90 oC. Pipa memiliki tebal 4 cm dengan diameter 7 cm. Pipa diberi isolator

dengan tebal 4 cm, suhu lingkungan 25 oC.Diketahui k isolator 0,35 W/m

oC.

Hitung suhu antara stainless steal dengan pipa, jika panjang pipa 1 m.

3. Sebuah pipa stainless steal memiliki konduktivitas 30 W/moC digunakan untuk

membawa minyak panas dengan suhu 150 oC. Tebal pipa 2,5 cm dengan diameter

10 cm, pipa diberi isolator dengan tebal masing-masing 3 dan 4 cm. Suhu antara

isolator 1 dan 2 60 oC, suhu isolator terluar 30

oC. Pipa memiliki panjang 1,5 m.

Tentukan suhu antara pipa dengan isolator. Diketahui k isolator I 0,025 W/moC

dan k isolator II 0,012 W/moC.

MATERI 6

KONDUKSI TAK MANTAP (UNSTEADY STATE)

Langkah-langkah

1. Tentukan nilai NBi

NBi =

Keterangan

h = Koefisien pindah panas konveksi (W/ )

D = Radius dimensi / jari-jari

K = Koefisien pindah panas konduksi

Untuk slab D = tebal

2. Jika NBi < 0,1

(

)

Keterangan

Ta = Temperatur medium (

Ti = Temperatur inisial/awal (

T = Temperatur pada waktu t (

h = Koefisien pindah panas konveksi (W/ )

A = Luas permukaan (m2)

= Densitas (kg/m3)

Cp = Panas spesifik (1/Kg

V = Volume (m3)

t = Waktu

3. Jika 0,1 < NBi 40

a. m =

b. h =

c.

untuk sumbu y

Soal Latihan 1. Hitunglah waktu yang diperlukan bila apel dengan diameter 10 cm dan suhu pusat

18 diletakkan pada air bersuhu 4 . Suhu awal apel 25 , koefiesien pindah panas konveksi air sebesar 75 W/ m

2 . Konduktivitas termal 1,836 W/m . Panas spesifik (Cp) 2,6 kJ/kg dan densitas 580 kg/m3.

2. Bejana uap berjaket memiliki luas permukaan pindah panas bagian dalam sebesar

0,45 m2 yang didalamnya terdapat produk. Produk dipanaskan dan suhu 10

sampai 100 , produk mengandung 75 % air, 25 % protein. Koefisien pindah panas total bagian dalam 900 W/m

2 . Bejana dapat menampung 60 kg produk. Uap kondensasi sebesar 120 . Hitunglah waktu yang dibutuhkan hingga proses berakhir jika diketahui Cp air = 4186,8 J/kgK, koefisien protein 837,36 J/kgK

dengan asumsi tahanan internal diabaikan.

Tugas

1. Sebuah apel berdiameter 5cm didnginkan dan suhu 22 menjadi 5 dalam air dingin bersuhu -32 . Koefisien pindah panas konveksi 15 W/m . Termal konduktivitas 0,355 W/m . Panas spesifik 36 kJ/kg dan dan densitas 820 kg/m

3. Hitung waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu pusat apel menjadi 0

! 2. Hitunglah waktu yang diperlukan bila ikan berdiameter 9 cm suhu pusat ikan 15

diletakkan pada air bersuhu 5 Suhu awal ikan sebesar 25 , koefisien pindah panas konveksi air 75 W/m , konduktivitas termal 1,836 W/m . Panas spesifik (Cp) sebesar 2,6 kJ/kg dan densitasnya sebesar 580 kg/m3.

3. Bejana uap berjaket memiliki luas permukaan pindah panas bagian dalam 0,5 m2

yag didalamnya terdapat produk. Produk dipanaskan dari suhu 15 sampai 75 . Produk ini mengandung kadar air 80 % dan protein 20 %. Koefisien pindah panas total bagian dalam 900 W/m

2 . Bejana dapat menampung 50 kg produk. Uap kondensasi sebesar 120 . Hitunglah waktu yang dibutuhkan hingga proses berakhir jika diketahui Cp air = 4186,8 J/kgK, Cp protein 837,36 J/kgK dengan

asumsi tahanan internal diabaikan!

MATERI 7

PENDINGINAN DENGAN ES

Prinsip: Penyerapan panas dari produk yang didinginkan oleh media pendingin

(refrigeran)

Refrigeran: Bahan yang bertindak sebagai agen pendingin dengan cara menyerap

panas dari bahan atau benda lain

1. Dalam proses pendinginan terdapat 2 jenis panas, yaitu:

a. Panas sensibel : Energi panas yang digunakan untuk merubah suhu

b. Panas laten : Energi panas yang digunakan untuk merubah sifat

2. Perhitungan kebutuhan refrigerasi

a. Perpindahan panas produk dan es (asumsi suhu es 0 oC)

Q1 = Q2

Mes L = Mproduk Cproduk T

Keterangan:

Mes : massa es (kg)

L : Panas laten air/ kalor es (J/kg)

80 kkal/ kg atau 334,7 kJ/kg

Mproduk : Massa produk (kg)

Cp : Panas jenis (J/kgoC)

T : Perubahan suhu (oC)

b. Perpindahan panas produk dan lingkungan

Keterangan:

q : Laju perpindahan panas (w atau J/s)

k : Konduktivitas wadah (J/smoC)

A : Luas permukaan wadah

T : Perubahan suhu (oC)

x : Tebal wadah (m)

Soal Latihan

1. Berapakah jumlah es yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu 60 kg ikan dari

suhu awal 30 oC menjadi 0

oC jika diketahui panas jenis ikan 4 J/g

0 C dan kalor

lebur es 334,7 kJ/kg?

2. Seorang petambak mentransportasikan udang segar sebanyak 50 kg dari Bogor ke

Tasikmalaya menggunakan bak terbuka. Udang tersebut akan dikemas dengan

berat yang sama dalam 5 kotak stereofoam dengan dimensi panjang,lebar, tinggi

dan tebal secara berurutan adalah 50 cm, 50 cm, 20 cm, dan 2 cm. Nilai

konduktivitas streofoam 0,025 W/m0 C. Berapa jumlah es minimal yang harus

disediakan petambak untuk mendinginkan udang dari suhu awal 250C menjadi 0

0

C jika perjalanan memakai waktu 6 jam dan perkiraan cuaca Bogor-Tasikmalaya

suhu 270C dan panas jenis udang 4200 J/kg

0C.

Tugas

1. Amir ingin mentransportasikan ikan bawal segar sebanyak 6 kg dari Jakarta ke

Bandung. Ikan tersebut dikemas dalam streofoam berdimensi (50x60x40x5) cm.

K= 0,025 W/moC. Berapakah jumlah es minimal yang harus disediakan Amir

untuk mendinginkan ikan dari suhu awal 27 oC hingga 0

oC (Cp ikan bawal =

4000 J/kgoC)?

2. Hitung berapa jumlah es yang harus ditambahkan perjamnya untuk mendinginkan

5 ton ikan tuna dalam palka berdimensi (5x5x2x0,2) m. Jika diketahui suhu ikan

tuna 24 oC menuju 0

oC. Suhu lngkungan 30

oC (Cp tuna= 3330 J/kgK, K palka=

0,12 J/cmK)

MATERI 8

WAKTU PEMBEKUAN (TIME FREEZING)

Waktu pembekuan adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan suhu

suatu bahan pangan dari suhu awalnya sampai suhu di bawah titik beku yang

diinginkan di bagian titik pusatnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pembekuan:

1. Produk

2. Alat pembeku

3. Sistem refrigerasi

Tipe alat pembeku:

1. Air blast freezer

2. Contact freezer

3. Immersion freezer

Rumus pernitungan waktu pembekuan (Time freezing)

tf =

(

)

Keterangan

tf = Time freezing (s)

p = Panas laten kristalisasi (J/kg)

= Densitas bahan (Kg/m3)

f = Titik beku (K)

a = Suhu media (K)

L = Tebal produk (m)

P dan Q = Konstanta bentuk

h = Koefisien pindah panas konveksi (W/m2K)

x = Tebal kemasan (m)

K1 = Konduktivitas kemasan (W/mK)

K2 = Konduktivitas produk (W/mK)

Nilai P dan Q

Slab Silinder Bola

P 2 4 6

Q 8 16 24

Soal Latihan

1. Sebuah sosis ikan dengan tebal 5 cm dibekukan dengan Air Blast Freezer pada

suhu -30 dengan p = 333.32 kJ/Kg. Produk tersebut memiliki = 103 Kg/m3

dan koefisien pindah panas 30 W/m2K. Sosis tersebut memiliki titik beku -3 dan

K2 = 1,2 W/mK. Hitunglah waktu pembekuan sosis tersebut dalam jam!

2. Sebuah sosis dengan tebal 2 cm dibekukan dengan sistem Air Blast Freezer pada

suhu -28 dengan f = -3 . Tentukan waktu pembekuan apabila diketahui =

1050 Kg/m3, p = 248,25 kJ/Kg, h = 30 W/mK, dan K2 = 0,127 W/mK, ketebalan

kemasan 0,5 cm dan K1 = 0,026 W/mK.

Tugas

1. Daging tuna berbentuk silinder dibekukan menggunakan contact plat freezer

bersuhu -35 , titik beku bahan -5 . Jika diketahui densitas bahan 1050 Kg/m3,

panas laten kristalisasi 248,25 KJ/Kg dan konduktivitas panas produk sebesar

1108 W/mK. Koefisien pindah panas permukaan 30 W/m2K, tebal produk 0,5 m.

Tentukan waktu pembekuan daging tuna tersebut!

2. Dari soal nomor 1 jika daging tersebut dikemas dengan bahan kemasan setebal 1

cm dan konduktivitas panas kemasan sebesar 0,026 W/mK. Tentukanlah waktu

pembekuannya!

MATERI 9

BEBAN REFRIGRASI

Beban refrigerasi/pendingin adalah total paas yang harus dihilangkan untuk

mendapatkan penurunan suhu yang diinginkan. Parameter yang digunakan untuk

mengetahui kemampuan refrigerator :

1. Jumlah panas yang dipindahkan dari produk ke refrigerasi

2. Beban pendingin

3. Laju alir refrigeran

4. Kerja pada kompresor

5. Panas yang dilepaskan kondensor

6. Panas yang diserap refrigeran di evaporator

7. Koefisien kinerja dari sistem refrigerasi (Coeffiecient of Performance)

Refrigeran adalah fluida yang digunakan untuk mendinginkan lingkungan

bersuhu rendah dan membuang panas ke lingkungan yang bersuhu tinggi. Jenis-

jenis refrigeran di antaranya : CFC alias Freon (R-11, R-12, R-21, R-22, dan R-

502.

Kompresor (w)

qw = m (H3 H2)

Kondensor (c)

qc = m (H3 H1)

Evaporator (e)

Qe = m (H2 H1)

Coefficient of Performance (COP)

COP =

=

Kondensor

Expansion valve Kompresor

Evaporator

Keterangan

qw : Kerja pada refrigeran pd proses

isentropik / kompresor (kW)

m : Laju alir massa refrigeran (kg/s)

H3 : Entalpi refrigeran pd akhir langkah

kompresi (kJ/kg)

H2 : Entalpi refrigeran pd awal langkah

kompresi (kJ/kg)

qc : Laju panas yg dipertukarkan di

kondensor (kW)

H1 : Entalpi refrigeran keluar dari

kondensor (kJ/kg)

qe : Laju panas yang dipetukarkan di

evaporator (kW)

Diagram hubungan

Tekanan (P) dan

Entalpi (H)

Soal Latihan

1. Sebuah pendingin dengan refrigerant Freon 12 sebanyak 1kg, memiliki suhu

kondensor 27 o

C dan suhu evaporator -29.80 oC. Tentukan tekanan pada sisi

tinggi, tekanan pada sisi rendah, COP, qw,qe, dan qe.

2. Sebuah ruang pendingin dengan refrigerant Freon 12 sebanyak 1kg, memiliki

DB= 40 o

C, RH 80 %, dan suhu evaporator 14 F. Tentukan p1, p2, dan kapasitas

refigerasi persatuan berat.

Tugas

1. Sebuah ruang pendingin dengan refrigerant Freon sebanyak 1 kg memiliki suhu

kondensor 100 F dan suhu evaporator 30 F. Tentukan p1, p2, dan COP.

2. Jika produk tersebut disimpan dalam cold storage dipertahankan pada suhu -20 oC. Unit refrigerant tersebut beroperasi dengan refrigerant R-12 dengan suhu

evaporator -25 oC, dan suhu kondensor 40

oC. Beban refrigerasi 25 ton refrigerasi

dan unit refrigerasi beroperasi pada kondisis jenuh, hitunglah;

a. Laju alir sirkulasi refrigerasi

b. COP

c. Kerja kompresor (dalam satuan KW), jika diasumsikan efisiensi kompresor 85

%.

*untuk poin a (ton refrigerasi= (H2-H1)x m/ 12000)

MATERI 10

PSYCHROMETRIC CHART

Soal Latihan

1. Tentukan RH dan dew point dengan grafik psychrometric jika diketahui dry bulb

40 oC, kelembaban 28.5 g H2O/kg udara kering.

2. Pemanasan kadar kelembaban konstan udara basah pada suhu 38 oC dan

kelembaban relatif 48 %. Pemanasan dilakukan hingga suhu 86 oC, tentukan:

a. Kalor yang ditambahkan per m3 udara basah.

b. Dew point.

Tugas

1. Hitung kelembaban absolut dan wet bulb jika diketahui kelembaban relatif sebesar

50% dan suhu bola kering 60 C.

2. Sebanyak 100 kg udara kering memiliki suhu bola kering 80 oC dengan

kelembaban relatif 10 %, udara keluar dengan suhu 50 oC pada entalpi yang sama.

Estimasikan jumlah H2O yang dibutuhkan untuk dikeluarkan per udara kering.

3. Udara basah dengan suhu bola kering 25 oC dan kelembaban absolut 0.009 kg/kg,

hitung:

a. Dew point

b. Wet bulb

c. Entalpi

MATERI 11

PENGERINGAN

Pengeringan merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengurangi

kadar air suatu bahan dengan cara penguapan. Proses yang terjadi adalah pindah

panas dari alat pengering dan difusi air (pindah massa) dari bahan yang

dikeringkan. Pindah massa air tersebut memerlukan peubahan fase air dari cair

menjadi uap atau dari beku menjadi uap (pada pengeringan beku/freeze drying).

Jenis-jenis pengeringan:

1. Pengeringan alamiah (Panas matahari)

Pengeringan Sederhana (Penjemuran), adalah proses pembuangan atau

penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air suatu

bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang seimbang dengan

kelembaban nisbi udara atmosfir.

2. Pengeringan bahan bakar

Bahan Bakar digunakan sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat dan

listrik) contohnya: arang, batu bara dan kayu.

Contoh alat pengeringan:

a. Tray Dryer, yaitu alat pengering berbentuk rak dan digunakan untuk

produk yang jumlahnya tidak terlalu banyak.

b. Rotary Dryer, Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu, terdiri atas cangkang silinder yang berputarperlahan, biasanya

dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu

perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum.

c. Spray Dryer, yaitu alat pengering yang cocok untuk bahan yang berbentuk larutan yang sangat kental serta berbentuk pasta (susu,zat

pewarna, bahan farmasi).

d. Freeze Dryer, alat pengering yang cocok untuk padatan yang sangat sensitif panas (bahan bioteknologis tertentu, bahan farmasi, pangan

dengan kandungan flavor tinggi. Penggunaan menggunakan alat

pengering ini akan menghasilkan produk bermutu tinggi dibandingkan

dengan teknik dehidrasi lain.