PROPOSAL SKRIPSI

(ME 091329)

MODIFIKASI DESAIN COLD STORAGE PENDINGIN IKAN

KAPASITAS 10 TON

USULAN BIDANG

MARINE MACHINERY AND SYSTEM

(MMS)

Oleh :

M. INDRABAYU S.K

NRP. 4208 100 077

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

USULAN SKRIPSI

(ME 091329)

A. RINGKASAN

1. PENGUSUL

1.1 Nama : M. Indrabayu S.K

1.2 NRP : 4208100077

2. CALON DOSEN PEMBIMBING

2.1 Calon Dosen Pembimbing 1:

Nama : Sutopo Purwono F. ST, M.Eng, Ph.D

NIP : 1975 1006 2002 12 1003

2.2 Calon Dosen Pembimbing 2:

Nama : Beni Cahyono, ST, MT

NIP : 1979 0319 2008 01 1008

3. MATERI SKRIPSI

3.1 Judul Skripsi

Modifikasi Desain Cold Storage Pendingin Ikan Kapasitas 10 Ton

3.2 Bidang Studi

Bidang Studi yang diusulkan adalah mengenai bidang Marine Machinery and

System.

3.3 Ikhtisar Skripsi

Memodifikasi rancangan Cold Storage untuk ikan dengan kapasitas 10 ton dengan

metode kompresi uap (vapor compression), absorbsi, atau cascade. Dalam

pembahasan ini melakukan pembaharuan pada Cold Storage tradisional yang

kemampuan untuk mendinginkan masih membutuhkan waktu yang lama. Dimana

dilakukan penganalisaan pada tiap – tiap komponen Cold Storage seperti isolator,

dinding cold store, dan perangkat lain yang ada dalam Cold Storage. Dan akan di

komparasi hasil dari desain yang baru dengan Cold Storage yang ada di lokasi.

3.4 Tempat Pelaksanaan

Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-

ITS.

B. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki banyak kekayaan laut

didalamnya. Dari segi sumber daya laut, Indonesia merupakan negara yang sangat

unggul dibandingkan dengan Negara-negara lain. Dengan letak yang strategis di

daerah khatulistiwa , di antara 2 benua, dan 2 samudera. ditambah iklim tropis yang

sejuk melengkapi keunggulan Negara tersebut. sekitar 16.777 pulau, yang memiliki

garis pantai sepanjang 95.181 km2, menjadikan Indonesia memiliki kekayaan laut

yang melimpah. Tidak hanya berbagai jenis ikan, atau binatang laut, namun juga

mutiara dan minyak. Dengan adanya kekayaan laut yang besar, Indonesia kemudian

menjadi salah satu negara pengekspor hasil laut.

Salah satu penghasil ikan terbesar adalah kalimantan, namun pada beberapa

daerah di kalimantan tekhnologi perikanan masih tradisional. Salah satunya pada

cold store, dimana untuk mendinginkan ikan masih membutuhkan waktu yang sangat

lama. Sehingga proses pengiriman ikan akan menjadi terlambat. Hal tersebut akan

berakibat menurunya nilai jual ikan, dikarenakan kualitas ikan yang menurun akibat

lamanya pengiriman. Karena hal tersebut dengan mengoptimalkan sistem kerja dari

cold store diharapkan dapat meningkatkan proses pendinginan ikan dan

meningkatkan nilai jual ikan.

2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian penjelasan di atas, maka dapat dirumuskan berbagai

permasalahan dalam penelitian ini, yaitu :

1. Apakah kinerja Cold Storage yang dirancang dapat bekerja lebih optimal dan efisien dari Cold Storage yang ada ?

2. Bagaimana distribusi temperature pada Cold Storage?

3. Bagaimana distribusi aliran udara pada Cold Storage?

3. Batasan Masalah

Dari permasalahan yang harus diselesaikan seperti di atas, maka perlu adanya

batasan masalah. Hal ini bertujuan agar pembahasan pada skripsi ini tidak melebar

terlalu luas dan mempermudah dalam melakukan analisa. Batasan masalah pada

skripsi ini yaitu :

1. Tidak menganalisa kinerja atau performance dari refrigerant.

2. Tidak melakukan analisa ekonomis

4. Tujuan

Adapun tujuan dari pengerjaan skripsi ini adalah

1. Melakukan modifikasi rancangan Cold Storage kapasitas 10 ton dengan waktu

pendinginan kurang dari 8 jam menggunakan metode kompresi uap ( vapor

compression ) dan vertical ducting di dalam cold storage.

2. Untuk mengetahui efisiensi kinerja dari storage system yang akan dirancang,

yaitu :

- Efisiensi sistem refrigerasi kompresi uap ( vapor compression )

- Distribusi aliran udara pada vertical ducting

- Insulasi pada ruang cold storage

C. TINJAUAN PUSTAKA

1. Perpindahan Panas

Panas merupakan energi yang berpindah karena perbedaan suhu. Panas

berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu rendah. Selain suhu berubah, atau dengan

kata lain berubah fasa, panas ini nantinya akan merambat pada daerah lain. Hal ini

disebut sebagai perpindahan panas. Cara perpindahan panas terdiri dari tiga macam,

yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

2. Cold Storage

Semakin tinggi permintaan masyarakat akan ikan hasil tangkapan nelayan

tradisional, akan berakibat semakin tinggi pula waktu yang harus dikeluarkan untuk

menangkap ikan di laut. Hal ini akan berakibat pula pada baik buruknya proses

penyimpanan ikan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, masalah yang terjadi

adalah kondisi ikan dipasaran sudah mengalami beberapa perubahan, kemudian akan

berimbas pada nilai jual yang rendah. Hanya ikan yang bermutu bagus dan segar

akan memiliki nilai jual tinggi. Oleh karena itu, cara penyimpanan ikan harus benar

dan tempat penyimpanan ikan memiliki insulasi yang bagus. Penyimpanannya pun

biasanya menggunakan media pendingin sehingga disebut coolbox/Cold Storage.

Cold Storage merupakan perlengkapan yang harus dipenuhi pada kapal

penangkap ikan maupun di pelabuhan. Alat ini digunakan untuk tempat

penyimpanan ikan segar agar terhindar dari kerusakan ataupun kebusukan sehingga

memiliki nilai jual tinggi. Cold Storage dengan insulasi yang bagus memiliki

beberapa manfaat diantaranya :

1. Menghemat waktu pendinginan

2. Mengurangi resiko pembusukan

3. Dapat meningkatkan pendapatan nelayan

4. Mengurangi penyusutan hasil

5. Dapat mempercepat waktu distribusi ikan ke daerah yang lainnya.

3. Sistem Refrigerasi

3.1. Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ( Vapor Compression )

Sistem refrigerasi yang akan digunakan pada modifikasi ini ialah sistem

refrigerasi kompresi uap (vapor compression) yang umum dan mudah dijumpai pada

aplikasi sehari-hari. Pada sistem ini terdapat refrigerant, yakni suatu senyawa yang

dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya. Pada saat terjadi

perubahan fase dari cair ke uap, refrigerant akan mengambil kalor (panas) dari

lingkungan. Sebalikya, saat berubah fase dari uap ke cair, refrigerant akan membuang

kalor (panas) ke lingkungan sekitarnya. Jadi konsep yang dipakai dari sistem ini tidak

berbeda jauh dari konsep perpindahan kalor (panas).

Sumber : http://www.slideshare.net/fanoja/pemahaman-tentang-sistem-refrigerasi

Gambar 1. Sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression)

Refrigerasi kompresi uap ideal mengacu kepada konsep system carnot dimana

pada system ini akan diperoleh sejumlah energi masuk yang digunakan sama dengan

energi yang diperoleh untuk dimanfaatkan. Pada kondisi semacam ini tidak ada

perubahan berarti yang mempengaruhi unjuk kerja sistem. Akan tetapi kondisi yang

akan diraih dengan konsep ideal ini tidak dapat tercapai. Jumlah energi yang masuk

tidak dapat diubah seluruhnya diubah menjadi energi yang diperoleh untuk

dimaanfaatkan. Secara matematis dihitung melalui koefisien unjuk kerja atau COP

(Coefficient of Performance). Siklus refrigerasi kompresi uap sederhana memiliki

empat komponen utama yaitu kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator.

Proses yang terjadi pada keempat komponen tersebut adalah sebagai berikut :

Kompresi

Kompresi merupakan proses yang terjadi pada kompresor yang menekan

refrigeran atau freon secara reversibel dan isentropik. Kerja atau usaha yang

diberikan pada refrigeran akan menyebabkan kenaikan pada tekanan sehingga

temperatur refrigeran akan lebih besar dari temperatur lingkungan atau refrigeran

mengalami fasa superheat. Kompresor memompa refrigeran ke seluruh komponen

melalui sistem pemipaan. Jenis kompresor berdasarkan cara kerja tekanannya yaitu

kompresor torak (reciprocating), putar (rotary), screw, centrifugal, dan scroll.

Sedangkan jenis kompresor berdasarkan pengaturan motornya dibedakan menjadi

jenis terbuka (open type), semi hermetik dan hermetik.

Kondensasi

Kondensasi merupakan proses pelepasan kalor refrigeran superheat ke

lingkungan sehingga fasanya berubah dari uap menjadi cair jenuh tetapi tekanan dan

temperaturnya masih tetap tinggi. Media pengembun refrigeran pada kondensor bisa

berupa udara (air cooled condenser), air (water-cooled condenser) atau campuran

udara dan air (evaporative condenser). Untuk media pendingin udara bisa terjadi

secara konveksi alami maupun konveksi paksa (forced konvection). Pada sistem AC

split, kondensor dan kompresor tergabung dalam condensing unit.

Ekspansi

Ekspansi merupakan proses penurunan secara adiabatis pada tekanan dan

temperatur sehingga nilainya lebih rendah dari temperatur lingkungan. Beberapa alat

ekspansi diantaranya pipa kapiler, katup ekspansi manual, Thermostatic Expansion

Valve (TXV), Automatic Expansion Valve (AXV), Electronic Expansion Valve

(EXP), dan lain sebagainya.

Evaporasi

Setelah refrigeran diekspansikan secara irreversibel adiabatik menjadi cairan

jenuh, refrigeran akan memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga akan

menerima sejumlah kalor dari lingkungan yang didinginkan dan refrigeran berubah

seluruhnya menjadi uap jenuh yang kemudian masuk ke kompresor untuk

disirkulasikan kembali. Komponen evaporator ini yang secara langsung berhubungan

dengan produk yang akan didinginkan. Pembagian evaporator berdasarkan bentuk

koilnya yaitu pipa telanjang (bare tube), permukaan pelat (Plate Surface), dan bersirip

(finned). Berdasarkan konstruksinya dibedakan menjadi shell & tube, Shell & coil,

dan Bondelot. Sedangkan pembagian evaporator berdasarkan ekspansi langsung yaitu

Tipe ekspansi kering (dry expansion type) dan tipe banjir (flooded type).

Sumber : http://teachintegration.wordpress.com/hvac-forum/basic/siklus-refrigerasi

Gambar 2. Refrigerasi Cycle on Pressure-Enthalpy Diagram

Disamping keempat komponen utama tersebut di dalam sistem ini tedapat

refrigeran yang merupakan fluida penyerap dan pelepas kalor. Refrigeran digunakan

pada saat sistem refrigerasi ekspansi langsung, dimana pada sistem ini refrigeran

berekspansi dan menguap di dalam pipa yang ditempatkan pada material yang

didinginkan dan menyerap kalor laten penguapan dari material tersebut. Refrigeran

yang digunakan dalam sistem refrigerasi harus sesuai dengan jenis kompresor yang

digunakan. Hal lain yang harus diperhatikan adalah karakteristik termodinamik yang

antara lain meliputi temperatur dan tekanan penguapan serta temperatur dan tekanan

pengembunan. Refrigeran yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat seperti tidak

beracun, tidak berwarna, tidak berbau , tidak mudah terbakar, tidak korosif, memiliki

titik didih dan titik beku yang rendah, dan lain sebagainya. Selain itu juga refrigeran

harus ramah lingkungan seperti tidak merusak ozon ketika terjadi kebocoran ke udara.

D. METODOLOGI

Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan

metode berbasis analisa dengan membuat perancangan sistem peralataan ini kemudian

dilakukan perhitungan pada sistem tersebut. Metodologi penulisan skripsi ini

mencakup semua kegiatan yang akan dilaksanakan untuk memecahkan masalah atau

melakukan proses analisa terhadap permasalahan skripsi. Untuk lebih jelasnya akan

dijabarkan sebagai berikut :

1. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Awal tahapan dalam perngerjaan skripsi ini adalah dengan mengidentifikasi

permasalahan yang ada. Perlu juga perumusan masalah yang nantinya akan

diselesaikan selama pengerjaan skripsi ini. Selain itu, juga terdapat batasan masalah.

Hal ini dimaksudkan agar topik bahasan lebih mendetail dan tidak terlalu meluas.

Juga akan memudahkan penulis dalam melakukan analisa masalah.

2. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan cara mengumpulkan berbagai referensi guna

menunjang penulisan skripsi ini. Referensi yang diperlukan mengenai pembuatan

ruang pendingin dapat dicari melalui berbagai media, antara lain:

Buku

Jurnal

Artikel

Paper

Tugas akhir

Internet

Untuk pencarian berbagai referensi dan literatur dilakukan dibeberapa tempat,

antara lain :

Perpustakaan Pusat ITS

Ruang Baca FTK

Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

FTK

Berbagai referensi dan literatur guna mendukung dalam pengerjaan skripsi

ini.Utamanya berkaitan dengan pendinginan dan pengolahan ikan, kualitas ikan,

sistem refrigerasi pada tempat penyimpanan/Cold Storage, perpindahan panas,

isolasi panas, refrigeration system apparatus, media pendinginan, dan berbagai

literatur yang saling mendukung.

3. Studi Lapangan dan Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan guna menunjang dalam pengerjaan skripsi ke

depannya. Pengumpulan data-data dilakukan secara langsung di Tarakan,

Kalimantan, yang diperlukan untuk merancang Cold Storage yaitu data macam

insulasi, konduktivitas termal, desain Cold Storage yang ada dan data-data yang

diperlukan demi menunjang pengerjaan tugas akhir, yaitu :

- Data dari sistem existing cold storage.

- Sistem insulasi ruang pada existing cold storage.

- Distribusi temperature pada ruang existing cold storage.

4. Perancangan Cold Storage

Setelah data-data yang dikumpulkan cukup memadai maka selanjutnya adalah

membuat desain sistem. Pada tahapan ini, dilakukan sebuah perancangan Cold

Storage. Adapun rancangan umum yang biasa dipakai untuk Cold Storage.

Sumber : http://www.fao.org/docrep/003/V3630E/V3630E08.htm

Gambar 3. Existing type Cold Storage

Kemudian dari contoh yang ada, akan dikembangkan lagi rancangannya.

Metode yang dipakai dalam perancangan ini dapat menggunakan metode kompresi

uap ( vapor compression ). Di bawah ialah contoh penggambaran draft layout

drawingnya.

Gambar 4. Draft rancangan Cold Storage

5. Analisa Data dan Pembahasan

Pada tahap ini, dilakukan analisa hasil penggunaan Cold Storage yang sudah

dirancang. Outputnya adalah nantinya apakah desain ini dapat lebih efisien dan

optimal dan akan dikomparasi dengan data dari Cold Storage yang ada. Pada intinya,

akan menjawab permasalahan yang ada.

6. Penarikan Kesimpulan dan Saran

Tahap ini merupakan tahapan akhir dimana dilakukan penarikan kesimpulan

mengenai keseluruhan proses yang telah dilakukan. Selain itu, juga memberikan

saran terkait dengan penelitian selanjutnya.

7. Flow Chart Pengerjaan Skripsi

Gambar 5. Flow Chart Pengerjaan Skripsi

Selesai

Kesimpulan dan Saran

Analisa Data dan Pembahasan

- Efisiensi sistem refrigerasi kompresi uap

( vapor compression )

- Distribusi aliran udara pada vertical

ducting

- Insulasi pada ruang cold storage

Mulai

1. Buku

2. Journal

3. Internet

4. Artikel

5. Paper

Studi Lapangan dan Pengumpulan Data

- Data dari sistem existing cold storage.

- Sistem insulasi ruang pada existing cold storage.

- Distribusi temperature pada ruang existing cold storage.

Identifikasi dan Perumusan Masalah

Studi Literatur

Perancangan Cold Storage System

“Metode kompresi uap ( vapor compression )”

E. JADWAL PELAKSANAAN

Jadwal kegiatan pelaksanaan penelitian dilaksanakan di semester genap tahun ajaran 2012-2013, diperkirakan terjadi antara awal

januri sampai akhir juni perancangan dan penelitian ini dilakukan.

No Rencana Kegiatan

Bulan

Januari Februari Maret April Mei

I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

1 Identifikasi dan Perumusan Masalah

2 Studi Literatur

3 Studi Lapangan dan Pengumpulan Data

4 Perancangan Cold Storage System

No Rencana Kegiatan

Bulan Maret April Mei Juni I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV

5 Analisa Cold Storage System

6 Kesimpulan 7 Pembuatan Laporan

F. DAFTAR PUSTAKA

Sayogyo, Adi. 2006. “Studi Media Pendingin Ikan Pada Kapal Ikan Tradisional”, Tugas

Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya

Ardianto, Rizki. 2013. “Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional

Menggunakan Es Kering Dengan Penambahan Eutatic Gel”, Tugas Akhir S-1,

Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

Asy’ari Aziz, Alwi. 2013. “Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional

Dengan Memanfaatkan Es Kering”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan

FTK-ITS, Surabaya.

Holman, J. P. 1997. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga

Moh. Aris As’ari, Drs. Jaya. 2011. “Refrigeration System”, Refrigeration and Air

Conditioning Technical Skill Program.

Melinder, Ake. Handbook on indirect refrigeration and heat pump system. Dept of

Energy Technology, KTH

Setiawan, hidayat. 2006. “Analisa Pengaruh Pemanfaatan Es Kering Pada Cold Storage

Kapal Ikan Tradisional Terhadap Kualitas Ikan”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem

Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

Agnelli, M.E, R.H. Mascheroni. 2002. “Quality Evaluation Of Foodstuffs Frozen In A

Cryomhecanical Freezer”, Journal of Food Engineering, 257-263

Admin of fao.org, 7.Cold Storage, Fisheries and Aquaculture Department, diunduh pada

tanggal 20 Januari 2013 http://www.fao.org/docrep/003/V3630E/V3630E08.htm