pengendalian rh 1

10
27/06/2013 1 PENGENDALIAN RH SELAMA PENYIMPANAN PENGENDALIAN RH SELAMA PENYIMPANAN Tujuan Instruksional Khusus : - Mahasiswa mampu menerapkan cara-cara pengendalian kelembaban udara dalam penyimpanan produk pascapanen. Tujuan Instruksional Khusus : - Mahasiswa mampu menerapkan cara-cara pengendalian kelembaban udara dalam penyimpanan produk pascapanen. Kelembaban (Humidity) adalah jumlah uap air yang ada di udara dapat dinyatakan dengan : 1. Absolut humidity (kelembaban mutlak) 2. Tekanan Uap Air (Pa) 3. Kelembabab Relatif (RH) 4. Dew Point (Titik embun) Absolut Humidity : jumlah uap air yang ada di udara atau kadar air udara yang dinyatakan dalam g air/kg udara kering Kelembaban Relatif (Relative Humidity = RH) adalah perbandingan kelembaban udara tertentu dengan kelembaban udara jenuh pada suhu dan tekanan yang sama Perbandingan antara tekanan parsial uap air yang ada di udara dengan tekanan jenuh uap air pada suhu yang sama : RH = kelembaban relatif (%) P (t) = tekanan parsial uap air pada suhu t (atm) P s(t) = tekanan uap air jenuh pada suhu t (atm) ) ( ) ( t s t P P RH

Upload: isnaini-dedi

Post on 24-Oct-2015

26 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

27/06/2013

1

PENGENDALIAN RH SELAMA PENYIMPANAN

PENGENDALIAN RH SELAMA PENYIMPANAN

Tujuan Instruksional Khusus :

- Mahasiswa mampu menerapkan cara-cara pengendalian kelembaban udara dalam

penyimpanan produk pascapanen.

Tujuan Instruksional Khusus :

- Mahasiswa mampu menerapkan cara-cara pengendalian kelembaban udara dalam

penyimpanan produk pascapanen.

Kelembaban (Humidity)

adalah jumlah uap air yang ada di udara

dapat dinyatakan dengan :

1. Absolut humidity (kelembaban mutlak)

2. Tekanan Uap Air (Pa)

3. Kelembabab Relatif (RH)

4. Dew Point (Titik embun)

• Absolut Humidity : jumlah uap air yang ada di udara atau kadar air udara yang dinyatakan dalam g air/kg udara kering

Kelembaban Relatif (Relative Humidity = RH)

• adalah perbandingan kelembaban udara tertentu dengan kelembaban udara jenuh pada suhu dan tekanan yang sama

• Perbandingan antara tekanan parsial uap air yang ada di udara dengan tekanan jenuh uap air pada suhu yang sama :

RH = kelembaban relatif (%)

P(t) = tekanan parsial uap air pada suhu t (atm)

Ps(t) = tekanan uap air jenuh pada suhu t (atm)

)(

)(

ts

t

P

PRH

27/06/2013

2

Jumlah maximum uap air yang dapat ditampung oleh udara tergantung dari suhu

Udara yang dapat menampung jumlah maximum uap air disebut udara jenuh dengan RH 100%

jika pada suhu yang sama udara tsb hanya mampu menampung uap air setengah dari jumlah max yang dapat ditampung, maka udara tersebut mempunyai RH 50%

Semakin tinggi suhu maka jumlah air yang dibutuhkan untuk menjenuhkan udara semakin banyak

Setiap kenaikan suhu 10oC, maka uap air yang dapat ditampung meningkat 2 x lipat

KELEMBABAN RELATIF ………………….

Jika udara jenuh dipanaskan RH akan menurun, walaupun jumlah uap air di dalamnya tetap, karena pada suhu tinggi udara dapat menampung > uap air.

Udara jenuh pada suhu 0oC mengandung 3.8 g air/kg udara kering, pada suhu 2oC uap air yang dapat ditampung 4.4 g/kg udara kering. Jika udara pada suhu 0oC dipanaskan hingga 2oC, RHnya turun menjadi : 100% x 3.8/4.4 = 86%

PENGARUH PENINGKATAN SUHU

Jika udara jenuh didinginkan terjadi kehilangan air, karena pada suhu rendah udara tidak dapat menampung uap air lebih banyak

Jika udara didinginkan dengan cara melewatkannya pada sebuah permukaan yang dingin kelebihan uap air kondensasi atau es

Jika didinginkan dengan cara mencampur dengan udara yang lebih dingin, maka kelebihan uap air membentuk kabut

Jika udara jenuh pada suhu 2oC didinginkan menjadi 0oC dengan cara melewatkan pada coil pendingin uap air akan berkurang dari 4.4 g/kg menjadi 3.8 g/kg dengan meninggalkan 0.6 g es/kg udara yang melewati coil.

Jika suhu udara terus didinginkan, maka udara akan jenuh dengan uap air dan selanjutnya air akan mengembun

PENGARUH PENURUNAN SUHU

• Suhu dimana air mulai mengembun pada tekanan dan kelembaban tertentu disebut titik embun (dew point)

• Titik embun hanya tergantung pada kandungan uap air di udara, sehingga merupakan cara lain untuk menyatakan kelembaban udara

• Udara mulai mengembun bila kelembaban relatifnya mencapai 100%.

TITIK EMBUN (DEW POINT)

27/06/2013

3

Pengukuran Kelembaban

RH dan kelembaban mutlak ditentukan dengan bantuan kurva psikrometrik, yaitu dengan mengukur suhu bola kering (dry-bulb temperature) dan suhu bola basah (wet-bulb temperature)

Alat-alat pengukur RH : sling psychrometer, higrometer, dew point meter

30 Suhu bola kering

Suhu bola basah

21

RH = 45%

HYGROMETER

• Tdd :

- mekanis

- elektrik

- kimia

- fisik

• Misal : rambut akan menyerap air dan memuai jika RH meningkat

• Kelemahan :

Akurasi alat tergantung dari cara kalibrasi

Pembacaan dipengaruhi oleh variable lain selain kelembaban

Yang dapat berubah karena perubahan RH

HYGROMETER…………………………..

Perubahan suhu sebesar 10oC akan merubah panjang rambut

Sensor elektrik tidak hanya dipengaruhi oleh uap air tapi juga oleh gas dan uap lain termasuk komponen sulfur

Pada RH > 85% alat tidak akurat

Higrometer elektrik portable akurasinya ± 2%

pada RH 10-80%, ± 4% pada RH 80-90% dan tidak akurat pada RH > 90%

PSYCHROMETER

Mengukur pengaruh pendinginan udara yang bergerak melewati sensor suhu yang basah

Keuntungan : tidak memerlukan kalibrasi, karena yang diukur hanya suhu (sensor suhu lebih akurat)

Contoh : Sling psychrometer tdd 2 thermometer (bola kering dan bola basah)

Dari data suhu bola basah dan bola kering ditentukan nilai RH atau titik embun dengan bantuan diagram psikrometrik, tabel atau persamaan psikrometrik

27/06/2013

4

DEW- POINTS METER

Mengukur kelembaban berdasarkan titik embun

Cara :

Ke dalam wadah dimasukkan eter penguapan suhu menurun tercapai titik embun (ditandai dengan adanya lapisan air di permukaan wadah yang terbuat dari kaca)

Suhu titik embun dibaca pada termometer

RH ditentukan dengan tabel konversi

Keuntungan : tidak memerlukan kalibrasi

Kelemahan : mahal, mudah rusak jika terdapat debu pada kacanya

RH dapat mempengaruhi :

Kehilangan air

Perkembangan penyakit

Physiological disorder (kelainan fisiologis)

Pematangan yang tidak seragam

PENGARUH KELEMBABAN TERHADAP PRODUK

• Fruits: 85-95% of RH.

• Dry products: onion and pumpkin. 70-75%

de RH.

• Root vegetables: carrot, radish. 95-100%

RH.

27/06/2013

5

PENGARUH KELEMBABAN TERHADAP PRODUK

Bahan

Nilai RH produk yang berkeseimbangan dengan RH ruang = RH keseimbangan = Equillibrium relative humidity (ERH)

PENGARUH KELEMBABAN TERHADAP PRODUK………………

Bila RH ruang < RH produk produk kehilangan air

pengeriputan kulit produk

Laju kehilangan air tergantung pada :

− VAPOUR PRESSURE DEFICIT = VPD

− Kecepatan udara yang melalui produk

Kehilangan berat 5% menyebabkan buah dan sayur menjadi layu

RH DAN KEHILANGAN BERAT

Kehilangan berat disebabkan penguapan yang terus menerus dari produk

Kehilangan berat mengakibatkan :

Penampakan jelek

Mempengaruhi tingkat penerimaan konsumen

Meningkatkan kepekaan terhadap penyakit

Laju transpirasi dipengaruhi oleh :

­ Suhu

­ Luas permukaan

­ Ada tidaknya lapisan lilin di permukaan kulit buah atau sayuran permeabilitas

27/06/2013

6

RH DAN KEHILANGAN BERAT…………….

Kehilangan berat produk hortikultura disebabkan oleh : penguapan air dan juga kehilangan CO2 selama respirasi lihat pengaruhnya thd produk

Kentang 2000 kg yang disimpan selama 7 bulan, kehilangan bobot respirasinya 0,5% dari bobot awal (10 kg), sedang kehilangan air akibat penguapan 5,1% (102 kg)

RH DAN KEHILANGAN BERAT…………….

Uap air bergerak dari daerah padat ke daerah yang lebih rendah konsentrasinya

RH pada buah dan sayur hampir mendekati 99% sedang RH ruang biasanya < 99%

Kehilangan air terjadi karena perbedaan tekanan uap air antara produk dan lingkungan udara penyimpanan (Vapour Pressure Deficit = VPD)

Semakin kering udara penyimpanan dan semakin besar VPD, maka laju kehilangan air akan semakin cepat

Kehilangan air terbesar terjadi pada hari-hari pertama pendinginan bahan

RH DAN KEHILANGAN BERAT…………….

RH Tekanan Uap

Sayuran pada 70oF 100% 18.76 mm Hg

Udara pada 32oF 100% 4.38 mm Hg

VPD 14.18 mm Hg

Sayuran pada 32oF 100% 4.58 mm Hg

Udara pada 32oF 50% 2.29 mm Hg

VPD 2.29 mm Hg

Tabel 2. Hubungan antara suhu dan RH terhadap VPD

Suhu RH (%) Tekanan Uap (mm Hg) VPD (mm Hg)

32oF/0oC 100 4.58 0.00

90 4.12 0.46

70 3.21 1.37

50 2.29 2.29

36oF/2.2oC 100 5.57 0.00

90 4.83 0.54

70 3.76 1.61

50 2.68 2.69

40oF/4.4oC 100 9.21 0.00

90 6.64 0.65

70 4.39 1.88

50 3.13 3.18

50oF/10oC 100 9.21 0.00

90 8.29 0.92

70 6.45 2.76

50 4.60 4.61

70oF 100 18.76 0.00

90 16.88 1.68

70 13.13 5.63

50 9.38 9.38

27/06/2013

7

• Adding moisture (sprays, steam)

• Regulating air movement and ventilation in relation to the produce load in the cold storage room.

•• Maintaining temperature of the refrigeration Maintaining temperature of the refrigeration coils within about 1coils within about 1ºC of the air temperature. ºC of the air temperature.

• Providing moisture barriers that insulate walls of storage room and transit vehicles.

• Adding polyethylene liners in containers and using perforated polymeric films for packaging.

• Curing.

• Waxes and others surface coatings .

• Polymeric films for packing.

• Avoiding physical injuries.

• Adding water to those commodities that

tolerate misting with water.

• Wetting floors in storage rooms.

• Adding crushed ice in shipping containers.

• Sprinkling produce with sanitized, clean

water during retail marketing of the

product.

27/06/2013

8

RH DI DALAM RUANG PENDINGIN DAN KEMASAN

Ruang pendingin atau kemasan yang direfrigerasi tdd :

Ruangan berinsulasi

Pintu

Pendingin udara

Pengendali suhu

Fan untuk mensirkulasi udara

Panas yang masuk ke ruang pendingin berasal dari :

Konduksi pada dinding dan karena adanya kebocoran udara

Penambahan panas berasal dari produk akibat pendinginan produk, respirasi dan energi listrik yang diberikan kepada kipas

Jerami (M) sebagai sumber kelembaban di dalam

ruang penyimpanan terefrigerasi

Compressor

Liquid

refrigeran

• Perbedaan suhu refrigeran yang masuk ke koil dengan

suhu udara di dalam refrigerator tidak boleh > 5oF.

• Jika perbedaan suhu >5oF, terjadi kondensasi uap air

sehingga RH menurun dan menghasilkan kristal es pada koil evaporator.

• Jika RH menurun, maka udara cenderung menyerap air dari produk yang disimpan.

• Untuk menghindari terjadinya penurunan RH dapat digunakan humidifier.

27/06/2013

9

TYPE-TYPE PENDINGIN LAIN

Sistem pendingin konvensional :

menggunakan kumparan yang di dalamnya dialiri bahan-bahan refrigeran

Dapat dioperasikan pada suhu yang diinginkan

Tipe pendingin dimana untuk mendapatkan RH yang tinggi, udara disirkulasikan melalui penyemprot air yang didinginkan, sehingga dapat mendinginkan udara dengan suhu tidak < 0oC

SIRKULASI UDARA

Perlu dijaga agar suhu menyebar secara merata ke seluruh sudut ruang penyimpanan

Pada konstruksi ruang penyimpanan dingin, unit refrigerator berada di titik tengah dari jalan

Udara dingin disirkulasikan dari : tengah ruangan ke arah dinding ruang, ke bagian bawah dan melalui produk kembali ke tengah ruangan

Kebutuhan energi terbesar pada sirkulasi udara adalah saat pembuangan panas lapang (field heat)

precooling dilakukan di ruang terpisah dan kapasitas pergerakan sirkulasi udara yang digunakan harus lebih tinggi

precooling pada anggur menggunakan minimal 6000 cf/1000 lugs

setelah panas lapang dibuang maka pembuangan panas hanya untuk menyingkirkan panas respirasi dan panas yang masuk melalui pintu ruang penyimpanan

BENTUK BOKS DAN CARA STACKING

Akan mempengaruhi daya pendinginan

Konsep mekanis yang harus diikuti : sirkulasi udara dilakukan sehingga mengikuti aliran yang paling sedikit melawan hambatan

bila pengaturan jarak rak-rak tidak teratur, maka bagian ruangan yang lebih lebar akan menerima volume udara dingin > bagian ruangan yang sempit

Bila pada ruangan terdapat bagian yang tersumbat alirannya terjadi zona udara mati (dead air zone) suhu udara di bagian ini lebih panas

27/06/2013

10

ALAT PENGONTROL RH

PENGENDALIAN RH SECARA KIMIAWI

Alat pengontrol RH mekanis :

harganya mahal

jarang tersedia untuk kapasitas penyimpanan yang besar

Pengendalian RH dapat dilakukan secara kimiawi, dengan menggunakan :

- Larutan garam jenuh

- Asam (Asam sulfat)

Larutan asam bersifat korosit terhadap logam

Larutan garam jenuh :

- lebih stabil

- tidak (sedikit) korosif

- murah

PENGENDALIAN RH DENGAN LARUTAN GARAM JENUH

Dalam larutan garam jenuh, jika air diuapkan dari larutan, maka larutan akan tetap jenuh meski sebagian garam mengalami presipitasi RH larutan akan tetap

RH larutan garam jenuh tergantung dari suhu

RH akan menurun dengan meningkatnya suhu

Contoh :

­ CoCl2 mempunyai RH 65.2% pada 25oC dan 57.2% pada 40oC

­ K2SO4 mempunyai RH 97.9% pada 10oC dan 96.2% pada 40oC