Nama : Yohanes RicoNIM: 13010097

TUGAS TEKNOLOGI PEMPROSESAN PANGAN 2SISTEM REFRIGERASI

1. Magnetic RefrigerationRefrigerasi magnetik adalah metode pendinginan yang didasarkan pada efek magnetocaloric. Efek ini, ditemukan pada tahun 1881, didefinisikan sebagai respon yang solid ke medan magnet yang diterapkan secara nyata sebagai perubahan suhu. Efek ini berlaku untuk semua logam transisi dan lantanida. Ketika medan magnet diterapkan, logam ini, yang dikenal sebagai ferromagnets, cenderung memanas. Panas yang dihasilkan akan membuat momen magnetik sejajar. Ketika medan dihilangkan, feromagnet mendingin sehingga momen magnetik menjadi berorientasi secara acak. Gadolinium, logam tanah yang jarang, menunjukkan salah satu dari efek magnetocaloric. Pada awalnya gadolinium digunakan sebagai refrigerant pendingin magnetik. Permasalahan yang muncul dengan menggunakan gadolinium murni sebagai bahan refrigeran adalah efek magnetocaloric tidak terlalu kuat pada suhu kamar. Baru-baru ini, bagaimanapun, telah ditemukan campuran gadolinium, silikon, germanium lebih efisien pada suhu kamar.

Active Magnetic Regeneration Cycle (AMR)Regenerasi adalah kunci dalam operasi yang efisien pada magnetik refrigerator pada suhu kamar, kenaikan suhu yang kecil dihasilkan oleh efek magnetocaloric pada suhu tunggal tidak cukup dengan sendirinya terjadi pendinginan praktis. Untungnya, keterbatasan ini dapat diatasi dengan menggunakan siklus regeneratif yang memanfaatkan Tad dari refrigeran magnetik pada rentang temperatur tertentu.Pada siklus AMR yang dikembangkan di Los Alamos pada akhir tahun 1970an dan awal tahun 1980an, Perpindahan panas fluida dipaksa melalui regenerator berpori dalam arah bergantian membawa panas ke atau dari penukar panas secara berurutan dengan magnetisasi periodik dan demagnetisasi dari bahan magnetocaloric.Selama satu siklus AMR refrigeran magnetik mengalami empat proses berikut, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1.a, 1.b, 1.c, dan 1.d di mana garis putus-putus dan garis lurus menunjukkan profil suhu awal dan akhir sepanjang regenerator untuk setiap proses:a. Adiabatic magnetisasi : Ketika medan magnet diberlakukan, setiap elemen sepanjang regenerator mengalami kenaikan suhu yang setara dengan nilai magnetocaloric lokal b. Pendinginan pada medan magnet konstan: Panas perpindahan fluida (Tc) memasuki regenerator magnet dari ujung yang dingin sampai ke ujung yang panas, mendinginkan regenerator dan memanaskan cairan. Cairan muncul pada suhu di atas Th dan melepas panas melalui heat exchanger.c. Demagnitisasi adiabatik: Medan magnet dihilangkan, sehingga menyebabkan penurunan suhu di seluruh regenerator karena efek magnetocaloric lokal.d. Pemanasan dengan medan magnet konstan : Perpindahan panas fluida (Th) memasuki regenerator demagnetisasi dari ujung panas dan mengalir sampai ujung dingin, memanaskan regenerator dan mendinginan cairan. Cairan muncul pada suhu di bawah Tc dan menyerap beban pendingin melalui heat exchanger.

2. Stirling Cycle RefrigerationSiklus Stirling adalah anggota dari keluarga tertutup-siklus mesin termal regeneratif, termasuk penggerak utama serta pompa panas dan regrigerator, dikenal secara kolektif sebagai mesin siklus Stirling. Dalam setiap siklus refrigerasi, termasuk siklus Stirling terbalik, masukan kerja bersih sesuai dengan hukum kedua termodinamika. Hal ini dicapai dengan memasukan gas dalam sistem maju dan mundur antara akhir panas dan ruang akhir dingin sehingga suhu sistem selama kompresi, rata-rata lebih tinggi daripada selama ekspansi. Akibatnya kerja yang dilakukan pada gas selama kompresi lebih besar dari kerja yang dilakukan oleh gas selama ekspansi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Dengan demikian, ruang akhir panas dan dingin akhir gas juga disebut sebagai ruang kompresi dan ruang ekspansi masing-masing. Selain itu, untuk operasi pada refrigerator, panas harus dibuang melalui penukar panas pada akhir panas, dan panas harus diserap dari ruang yang akan didinginkan melalui penukar panas pada akhir dingin.

Pada perkembangannya digunakan free-piston machines (FPSC): This relatively recent development of free-piston technology, where the piston and displacer are not mechanically connected to a crankshaft, but supported by planar springs or gas springs and work transfer at the piston is achieved by employing a moving magnet linear motor, originated at Sunpower but is now led by Global Cooling. FPSCs are compact, helium filled (to 20-30 atm), hermetically sealed Stirling refrigeration machines. Heat exchangers must be attached to the cold and warm heads of the FPSC unit to facilitate heat absorption and heat rejection respectively. FPSC units with nominal maximum cooling capacities of 40 W and 100 W have been produced, with larger capacity units, up to 300 W, reported to be under development. FPSCs have been evaluated experimentally by Global Cooling and appliance manufacturers for application to domestic and portable refrigerators and freezers as well as a beverage can vending machine. FPSC based products, including freezer boxes and a system for the marine refrigeration market, have been developed by licensees. Coefficients of performance measured for FPSCs with warm head temperatures close to 30C vary with the cold head temperature. Values of COP between 2 and 3 have been reported for cold head temperatures around 0C, and values around 1 for cold head temperatures approaching -40C. Free-Piston Stirling Cooler (FPSC)Ini perkembangan yang relatif baru, yaitu teknologi free-piston, di mana piston dan displacer tidak mekanis terhubung ke poros engkol, namun didukung oleh pegas planar atau pegas gas dan kerja pada piston dicapai dengan menggunakan magnet motor yang bergerak linear, berasal di Sunpower tetapi sekarang dipimpin oleh global Cooling. FPSCs tersusun secara rapat, helium diisi (untuk 20-30 atm), tertutup dengan kedap udara. Penukar panas harus melekat pada kepala dingin dan hangat unit FPSC untuk memfasilitasi penyerapan panas dan penolakan panas masing-masing. Unit FPSC dengan nominal kapasitas pendinginan maksimum 40 W dan 100 W telah diproduksi, sedangkan untuk unit kapasitas yang lebih besar, hingga 300 W, masih dalam tahap pengembangan. FPSC digunakan pada mesin penjual otomatis. Hal ini ditunjukkan pada gambar 3.

DAFTAR PUSTAKAChaer, I., Lewis, J.S., Tassou, S.A. 2007. FOSTERING THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGIES AND PRACTICES TO REDUCE THE ENERGY INPUTS INTO THE REFRIGERATION OF FOOD. School of Engineering and Design. Brunel University.Page 63-80http://www.che.cemr.wvu.edu/publications/projects/prod_design/magnetic_refrigerator.pdf