PERANCANGAN GUDANG PENDINGIN UNTUK KOMODITAS KENTANG

Transkripsi

1 Karya Tulis Ilmiah PERANCANGAN GUDANG PENDINGIN UNTUK KOMODITAS KENTANG ABDUL RONI ANGKAT, S.TP, M.Si Widyaiswara Muda BALAI PELATIHAN PERTANIAN JAMBI 201

2 PENDAHULUAN Kentang (Slenum tubersum L) merupakan salah satu pangan utama dunia setelah padi, gandum dan jagung. Selain itu kentang juga merupakan salah satu kmditi unggulan yang bernilai tinggi dan sampai saat ini masih terus diusahakan di Indnesia secara kmersial. Menurut Wattimena (2000) selain menjadi bahan pkk industri makanan, kentang juga digunakan untuk minuman, pakan ternak dan tekstil. Banyaknya manfaat kentang membuat petani terus berusaha meningkatkan prduktivitasnya. Peningkatan prduktivitas ini diikuti dengan peningkatan prduksi kentang nasinal, seperti yang dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Prduksi nasinal kmditi kentang Tahun Jumlah (Tn) ,00, ,071, ,176,05.00 Sumber : Kementerian Pertanian (2011) Selain diknsumsi dan dipasarkan di dalam negeri, kentang juga mempunyai peluang ekspr yang cukup baik. Selama ini ekspr kentang Indnesia memask ke beberapa Negara saja seperti Malaysia, Singapura, Cina, Jepang, Kanada dan Spanyl. Perkembangan ekspr-impr kentang Indnesia pada tahun mengalami peningkatan yang sangat signifikan. Hal ini tercermin dari meningkatnya jumlah vlume dan nilai ekspr kentang Indnesia. Selain mengekspr kentang Indnesia juga mengimpr kentang dari negara lain. perkembangan vlume dan nilai ekspr-impr kentang Indnesia dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Perkembangan vlume dan nilai ekspr-impr kentang Indnesia tahun Ekspr Impr Tahun Vlume (Kg) Nilai (US$) Vlume (Kg) Nilai (US$) ,790,767,79,47 21,508,547 16,845, ,69,792 8,516,112 2,22,2 21,682, ,657,771 12,547,444 2,015,767 2,599,281 Sumber : Departemen Pertanian (2006)

3 Untuk menunjang prgram pengembangan agribisnis melalui peningkatan prduksi diperlukan penyediaan bibit yang berkualitas, paket teknlgi budidaya termasuk pla tanam serta pengendalian hama dan penyakit secara terpadu. Akan tetapi untuk pasca panen diperlukan penanganan hasil yang tepat karena hasil kmditas sayuran pada umumnya mudah rusak serta jumlah yang melimpah saat musim panen (panen raya). Khusus untuk kmditas kentang, kesalahan dalam perlakuan pasca panen dapat mengakibatkan terjadinya prses pencklatan yang mengakibatkan warna tepung kusam dan tidak menarik. Untuk mendapatkan tepung kentang dengan warna dan mutu tepung yang baik dapat dilakukan dengan menekan akumulasi gula reduksi selama penyimpanan umbi kentang (BB Pascapanen, 2011). Salah satu cara untuk meminimalkan kerusakan dan mempertahankan kualitas kentang menggunakan gudang pendingin untuk penyimpanan. PENDEKATAN RANCANGAN THERMAL Pendekatan rancangan untuk gudang pendingin kentang dipengaruhi leh beberapa parameter sebagai berikut : 1. Ukuran gudang pendingin Gudang pendingin kentang mempunyai ukuran 50 ft x 50 ft x 15 ft dibagian dalam dengan vlume gudang pendingin sebesar 7500 ft. 2. Insulasi Lantai gudang pendingin terbuat dari campuran betn, plyurethane Rigid Panel setebal 1 in dan baja, sehingga nilai R nya sebesar : R plyurethane : 8 ft 2. F. h/(btu.in) R baja : 0 R betn : 0 Nilai R campuran = 1 in x 8 = 8 ft 2. F. h/btu Dinding gudang pendingin menggunakan campuran Plyurethane Rigid Panel setebal 2 inch dan baja. sehingga nilai R nya sebesar : R plyurethane : 8 ft 2. F. h/(btu.in) R baja : 0 Nilai R campuran = 2 in x 8 = 16 ft 2. F. h/btu

4 Atap gudang pendingin menggunakan campuran Plyurethane Rigid Panel setebal inch dan baja. sehingga nilai R nya sebesar : R plyurethane R baja : 0 : 8 ft 2. F. h/(btu.in) Nilai R campuran = in x 8 = 24 ft 2. F. h/btu. Kapasitas Gudang Bulk density kentang sebesar 769 kg/m (21.79 kg/ft ), dengan memberikan space 40% untuk mbilitas dalam ruangan, maka kapasitas gudang untuk penyimpanan kentang sebesar : 60% x7500 ft x21.79kg/ ft kg 490. Tn Kapasitasg udang Data suhu Menurut Bartsch et.al (1990), suhu kentang setelah dipanen 84 F, sedangkan suhu penyimpanan di gudang pendingin sebesar 45 F. Sedangkan menurut Eltawil et. al (2006), penyimpanan kentang pada suhu 5 C(41 F) dapat memperpanjang umur simpan sampai 6 bulan, sedangkan penyimpanan pada suhu 10 C(50 F) dapat memperpanjang umur simpan selama -4 bulan. Selain itu penentuan suhu gudang pendingin dipengaruhi leh tujuan penglahan kentang selanjutnya (Tabel ). Tabel. Rekmendasi suhu gudang pendingin untuk penggunaan kentang yang berbeda Tujuan Suhu penyimpanan ( C) Knsumsi segar 2 4 Kentang ptng 4 5 Kentang greng 7 10 Bubur kentang 5-7 Sumber : Eltawil et.al (2006) Dalam desain gudang pendingin, kentang disimpan selama 4 bulan dengan peruntukkan menjadi kentang greng, sehingga suhu yang menjadikan acuan sebagai berikut : - Suhu ambient : 84 F - Suhu penyimpanan : 45 F - Suhu lantai gudang : 55 F

5 5. Lading rate pada kmditas kentang penurunan suhu disarankan 1-2 C, untuk menghindari terjadinya Chilling Injury (Rnald E, ), dalam desain gudang pendingin ini penurunan suhu ditetapkan sebesar 2 C (.6 F) per day. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu dari 84 F ke 45 F selama : 84 F 45 F 10.8hari.6 F / hari Dari perhitungan di atas ditetapkan pendinginan untuk mencapai suhu penyimpanan dilakukan selama 10 hari, dengan beban maksimum terjadi pada hari ke-10. Sehingga lading rate sebesar : 10% x kg kg Tn / hari 6. Cling rate Cling rate untuk mencapai suhu 45 F dalam 24, ΔT = 85 F 45 F = 9 F 7. Heat f Respiratin and Specific Heat K (Heat f Respiratin) untuk kentang dicari pada suhu gudang pendingin 45 F dan suhu rata-rata dari suhu ambient dan suhu gudang pendingin sebesar (84 F + 45 F)/2 = 64.5 F K Pada suhu 45 F diperleh dengan melakukan interplasi antara K pada 40 F dan 60 F. K 40 F = ( )/2 = 120 Btu/tn/24 hr (Bartsch, et al., 1990) K 60 F = ( )/2 = 1980 Btu/tn/24 hr (Bartsch et al., 1990) x Btu/tn/24 K45 F 1980 K Pada suhu 64.5 F diperleh dengan melakukan interplasi antara K pada 60 F dan 70 F. K 60 F = ( )/2 = 1980 Btu/tn/24 hr (Bartsch et al., 1990) K 70 F = ( )/2 = 2640 Btu/tn/24 hr (Bartsch et al., 1990) K64.5 F 2640 x Btu/tn/24 C (specific heat) untuk kentang : 0.82 Btu/lb. F (Bartsch et al., 1990)

6 8. Infiltratin Besarnya nilai pergantian udara pada suhu 84 F dalam 24 untuk vlume gudang pendingin 7500 ft, dihitung dengan menggunakan tabel Strerm Vlume-Infiltratin Relatinship (Bartsch et al., 1990). Nilai tersebut diperleh dengan melakukan interplasi diantara vlume gudang pendingin sebesar ft dan ft. Nilai pergantian udara pada ft = 2.6 Nilai pergantian udara pada ft = 1.8 Nilai pergantian udara pada 7500 ft = x Nilai enthalpy pada suhu 84 F dan suhu 45 F diperleh dengan menlakukan interplasi menggunakan tabel Temperature-Enthalpy Reltinship (Bartsch et al., 1990). h 85 =49.44 Btu/lb h 80 =4.70 Btu/lb x Btu lb h / 84 h 45 =17.65 Btu/lb 9. Lampu dan Mtr Lampu pada gudang pendingin dipasang sebesar 0.5 watt/ft 2 Sehingga daya yang dibutuhkan pada lampu sebesar 50 ftx50 ft 1250w 1. kw 2 0.5w / ft x 25 hidup 10 /hari Mtr yang digunakan mempunyai daya sebesar 5HP hidup selama 20 /hari PERHITUNGAN Beban Pendinginan yang terjadi pada gudang pendingin dengan vlume 7500 ft dan kapasitas gudang tn dihitung sebagai berikut : Field heat MCT tn x2000lb / tnx0.82btu / lb Fx Btu F

7 Respiratin lad K untuk menghitung Respiratin Lad pada hari ke-10 menggunakan K pada suhu ratarata pendinginan sebesar 64.5 F MK tnx2277Btu / tn Btu Nilai 21 merupakan nilai Respiratin Lad kentang yang dimuat pada hari ke-10 Sedangkan untuk prduk yang dimuat pada hari ke-1 sampai hari ke-9 sebesar tn, K yang digunakan adalah K pada suhu gudang pendingin sebesar 45 F MK tnx1485Btu / tn Btu Nilai Respiratin Lad ttal = = Btu/ Btu/24 = Btu/24 Cnductive Heat Gain 24AT 0 Ti / R (untuk lantai, dinding dan atap dihitung secara terpisah) 24x50 ftx50 ft x55 45 F 75000Btu / lantai ft. h. F / Btu 24x15 ftx50 ft 50 ft 50 ft 50 ft x84 45 F Btu / dinding ft. h. F / Btu 24x50 ftx50 ft x84 45 F 97500Btu / atap ft. h. F / Btu lantai 75000Btu dinding 48000Btu Btu atap 97500Btu

8 Infiltratin (Cnvective Heat Gain) h hinv / Btu / lbx Btu 1.5 ft / lb x7500 ft Equipment kwx40t HPx x4010 5x Btu tm 20 Ttal Cling Lad 1 2 = Btu/24 = Btu/24 = Btu/ t = Btu/24 = Btu/24 = Btu/24 Kapasitas Sistem Pendinginan yang akan Dipasang yang akan dipasang dihitung dengan menggunakan persamaan : Capacity xsfxdf t SF = service factr, typically DF = defrst factr, typically Capacity Capacity Btu Btu x1.1 x1.1 1 tn f refrigeratin = Btu/24 Sehingga kapasitas pendinginan dari rancangan gudang pendingin sebesar : Btu Btu 20.7tn

9 ANALISIS Perancangan gudang pendingin disesuaikan dengan karakteristik kmditas yang akan disimpan, yang meliputi sifat fisik dan kimia prduk serta tujuan pemanfaatan prduk tersebut. Prses pendinginan prduk yang tidak tepat dapat mengakibatkan chilling injury sehingga menurunkan mutu prduk pada saat ingin digunakan. Pada kentang prses pendinginan dilaksanakan dengan menurunkan suhu 2 C (.6 F) per hari, sehingga lamanya waktu yang diperlukan untuk melaksanakan prses pendinginan tergantung selisih suhu kentang pada saat di luar ruangan dengan suhu di dalam gudang pendingin dibagi dengan penurunan suhu per hari. Secara persamaan dapat dituliskan sebagai berikut : lamawaktup endinginan ( T Ti) / penurunansuhuperhari Prses pendinginan kentang memerlukan waktu 10 hari untuk menurunkan suhu dari 84 F menjadi 45 F. Jumlah kentang yang dipanen setiap hari, suhu kentang pada saat pemanen, besarnya penurunan suhu yang diinginkan mempengaruhi nilai Field Heat yang juga akan semakin meningkatkan cling lad gudang pendingin. Nilai Field Heat menunjukkan seberapa besar prses pendinginan yang diperlukan untuk menurunkan suhu pada prduk sampai mencapai suhu yang tepat untuk penyimpanan. Pada desain gudang pendingin kentang nilai Field Heat sebesar Btu/24. Respiratin Lad/Heat Respiratin merupakan energi yang dilepaskan leh prduk pada saat respirasi. Heat Respiratin akan semakin berkurang seiring dengan penurunan suhu dan akan menjadi stabil pada suhu penyimpanan prduk. Semakin besar jumlah prduk yang mengalami prses pendinginan maka akan semakin besar nilai Respiratin Lad. Pada desain gudang pendingin kentang ini nilai Respiratin Lad sebesar Btu/24. Cnductive Heat Gain dipengaruhi perbedaan antara suhu di dalam gudang pendingin dan lingkungan luar dan bahan insulasi yang dipergunakan. Semakin besar selisih suhu lingkungan dan di dalam gudang pendingin, maka nilai Cnductive Heat Gain akan semakin besar. Sebaliknya semakin tinggi nilai R bahan insulasi maka nilai Cnductive Heat Gain akan semakin rendah. Nilai R di atap harus lebih tinggi dari dinding karena adanya pengaruh penyinaran matahari, demikian juga nilai R dinding harus lebih tinggi dari nilai R lantai. Pada desain gudang pendingin kentang ini, atap dan dinding merupakan campuran dari plyurethane dan steel. sedangkan untuk lantai

10 ditambahkan campuran betn. Nilai R lantai, dinding, atap berturut-turut 8 ft 2. F. h/(btu.in), 16 ft 2. F. h/(btu.in), 24 ft 2. F. h/(btu.in). Nilai Cnductive Heat Gain pada desain gudang pendingin ini sebesar Btu/24. Nilai Cnvective Heat Gain pada Infiltratin menunjukkan perpindahan panas yang disebabkan knveksi. Nilai ini sangat dipengaruhi leh vlume gudang pendingin yang dirancang, semakin besar vlume maka infiltrasi akan semakin besar. Pada desain gudang pendingin kentang nilai Cnvective Heat Gain sebesar Btu/24 hr. Sebagai kelengkapan dari gudang pendingin maka dibutuhkan lampu untuk penerangan dan mtr sebagai sumber tenaga. Pada desain gudang pendingin kentang ini menggunakan mtr 5HP dan lampu 0.5 watt/ft 2. Sehingga energi yang dibutuhkan untuk kebutuhan tersebut sebesar Btu/24. Kelengkapan ini bisa ditambahkan lagi sesuai dengan kebutuhan perasinal gudang pendingin diantaranyalift, pmpa, generatr. Ttal Cling lad pada gudang pendingin kentang ini sebesar Btu/24. Dengan memperhitungkan waktu pendinginan yang hilang karena pemeliharaan dan defrst maka dikalikan dengan servis factr sebesar 1.1 dan defrst factr sebesar 1.1, sehingga ttal cling lad sebesar Btu/24. Nilai tersebut dibagi dengan Btu/24 /tn untuk memperleh nilai tns f refrigeratin sebesar 20.7 tn. Untuk mendinginkan tn kentang dari 84 F menjadi suhu 45 F selama 10 hari pada gudang pendingin yang mempunyai vlume 7500 ft dibutuhkan kapasitas pendinginan sebesar 20.7 tn.` REFERENSI Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Penghambatan pencklatan enzimatis dan nn enzimatis sampai dengan 80% pada pembuatan tepung kentang. _penelitian /57. [26 Juni 2011]. Bartsch JA, Blanpied GD. (1990). Refrigeratin and cntrlled atmsphere strage fr hrticultural crps. Nrheast Reginal Agricultural Engineering Service ; (22) : 12.

11 Bartsch JA, Blanpied GD. (1990). Refrigeratin and cntrlled atmsphere strage fr hrticultural crps. Nrheast Reginal Agricultural Engineering Service ; (22) : 15. Bartsch JA, Blanpied GD. (1990). Refrigeratin and cntrlled atmsphere strage fr hrticultural crps. Nrheast Reginal Agricultural Engineering Service ; (22) : 8. Departemen Pertanian Bais Data Satistik Ekspr-Impr Kmditas Pertanian. Jakarta : Kementerian Pertanian. Eltawil M, Samuel D, Singhal O Ptat strage technlgy and strage design aspects. The CIGR Ejurnal ; invited verview n.11. vl. VIII : Kementerian Pertanian Basis Data Statistik Pertanian Sub Sektr Hrtikultura Menurut Nasinal. Jakarta : Kementerian Pertanian. Rnald E. Ptat. Davis : Vegetable Crps Department, University f Califrnia. [27 Juni 2011] Wattimena, GA Pengembangan prpagul kentang bermutu dan kultival kentang unggul dalam mendukung peningkatan prduksi kentang di Indnesia. [Orasi ilmiah]. Bgr : Fakultas Pertanian, Intitut Pertanian Bgr.