TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMBUAT ES BALOK KAPASITAS 2 TON PERHARI UNTUK MENGAWETKAN IKAN NELAYAN DI PANTAI MEULABOH ACEH

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMBUAT ES BALOK KAPASITAS 2 TON PERHARI UNTUK MENGAWETKAN IKAN NELAYAN DI PANTAI MEULABOH ACEH Diajukan guna melengkapi sebagaian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh: Nama : Angga Hendratno NIM : Program Studi : Teknik Mesin JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2013 i

2 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN MESIN PEMBUAT ES BALOK KAPASITAS 2 TON PERHARI UNTUK MENGAWETKAN IKAN NELAYAN DI PANTAI MEULABOH ACEH Disusun Oleh: Nama : Angga Hendratno NIM : JURUSAN : Teknik Mesin Tugas Akhir ini telah diperiksa dan disetujui oleh : Koordinator TA Dosen Pembimbing TA Prof. Dr. Gimbal Dolok Saribu, MM Ir. Yuriadi Kusuma, Msc ii

3 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Angga Hendratno NIM : Jurusan Fakultas Universitas : Teknik Mesin : Teknik : Mercubuana Menyatakan bahwa tugas akhir yang saya buat ini adalah hasil karya saya sendiri dan tidak menjiplak dari karya orang lain. Apabila ternyata di kemudian hari penulisan Tugas Akhir ini merupakan penjiplakan terhadap karya orang lain, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sekaligus menerima sanksi berdasarkan tata tertib di Universitas Mercubuana. Demikian pernyataan saya buat dalam keadaan sadar dan tidak dipaksakan. Penulis Angga Hendratno iii

4 ABSTRAK Ketersediaan es balok sebagai sarana pengawet hasil tangkapan nelayan sulit diperoleh masyarakat nelayan yang tinggal di pelosok, terutama daerah terpencil yang tersebar di antara pulau pulau kecil. Membangun pabrik es dengan kapasitas besar di daerah tersebut tentunya tidak mudah karena jumlah kebutuhan es tidak terlalu besar dan lokasinya tersebar, dipisahkan oleh pulau pulau kecil khususnya di daerah pesisir pantai, sehingga solusi yang paling cocok adalah dengan menyediakan unit alat pembuat es balok dengan kapasitas kecil. Mesin es balok kapasitas kecil untuk pemberdayaan masyarakat nelayan daerah terpencil. Salah satu cara pengawetan ikan hasil tangkapan nelayan adalah dengan menggunakan es karena cara ini dipandang sebagai cara yang paling murah dan efektif khususnya untuk nelayan kecil. Mesin pembuat es balok ialah suatu mesin untuk mendinginkan suatu produk ialah air yang nanti berupa es. Mesin ini menggunakan metode yang berbeda dengan sistem refrigerasi metode pendinginan langsung dimana evaporator mendinginkan suatu produk, tetapi pada mesin pembuat es balok ini suatu produk didinginkan oleh air garam yang telah didinginkan oleh evaporator. Air garam adalah refrigeran sekunder yang merupakan larutan garam yang memiliki titik beku di bawah 0 C. Sebelum menginstalasi suatu sistem refrigerasi terlebih dahulu merancang sistem yang akan dibuat dalam hal ini mesin pembuat es balok, adapun pertama kali dilakukan adalah menghitung beban total pendinginan. Beban ini yang akan menentukan kapasitas serta komponen alat yang digunakan. Beban pendinginan pada mesin pembuat es balok ini didapat dari beban panas yang melewati insulasi dinding, tutup tangki, pertukaran udara, beban produk air dan garam. Dari hasil perhitungan beban pendinginan total dari mesin pembuat es balok kapasitas 2 ton perhari ialah sebesar kw. iv

5 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas karunia dan rahmat-nya yang telah dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Salawat dan salam ditujukan pada Nabi Muhammad Saw. Tugas akhir ini berjudul Perancangan Mesin Pembuat Es Balok Kapasitas 2 Ton Perhari Untuk Mengawetkan Ikan Nelayan Di Pantai Meulaboh Aceh, disusun sebagai salah satu syarat dalam mencapai gelar sarjana (S1) Universitas Mercubuana, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik. Penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan baik moril maupun material kepada penulis sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan, diantaranya kepada: 1. Ir. Toriq Husein, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Mercubuana. 2. Prof. Dr. Gimbal Dolok Saribu, MM selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 3. Ir. Yuriadi Kusuma Msc selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 4. Dosen Dosen Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana. 5. Kedua orangtuaku, kakak, dan adik adikku tercinta yang telah memberikan segalanya kepada saya demi menyelesaikan pendidikan, baik secara moril maupun materiil yang sangat saya butuhkan serta doa doanya yang senantiasa menyertai langkah langkahku. v

6 6. Teman teman kelas karyawan angkatan XX PKK Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana yang senantiasa memberikan arahan juga semangat kepada penulis. 7. Serta semua pihak yang tidak saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungannya. SWT. Semoga semua amal baik mendapatkan imbalan yang lebih baik dari Allah Laporan ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu mengharapkan kritik dan saran untuk melengkapi laporan ini. Akhirnya penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Jakarta, 13 April 2013 Angga Hendratno vi

7 DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul i Halaman Pengesahan. ii Halaman Pernyataan. iii Abstrak.. iv Kata Pengantar. v Daftar Isi. vii Daftar Tabel. x Daftar Gambar xi Daftar Notasi xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penulisan Metode Penulisan Sistematika Penulisan. 4 BAB II DASAR TEORI vii

8 2.1 Pendahuluan Mesin Pendingin Kompresi Uap Proses Kompresi Proses Kondensasi Proses Ekspansi Proses Evaporasi Performansi Sistem COP Aktual COP Carnot Efisiensi Refrigerasi Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Refrigeran Refrigeran Primer Refrigeran Sekunder Kompresor Unit Kondenser Katup Ekspansi Evaporator Komponen Pendukung Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Komponen Pendukung Mekanik Komponen Pendukung Kelistrikan dan Kontrol Sistem Brine Cooling Air Garam Sebagai Refrigeran Sekunder 26 viii

9 2.6.2 Sistem Brine Cooling 27 BAB III PERANCANGAN 3.1 Beban Pendinginan (Cooling Load) Beban Panas Melalui Dinding (Wall gain Load) Mencari Faktor U Beban Infiltrasi (Air Change Load) Beban Produk Beban Lain Lain Kapasitas Peralatan Mesin Pendingin Proses Perancangan Perhitungan Beban Pendinginan Data Sistem. 35 BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Saran 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Konstruksi Dinding Tangki Air Garam 33 Tabel 3.2 Konstruksi Tutup Tangki Air Garam 34 Tabel 3.3 Laju Pertukaran Udara Rata Rata Karena Bukaan Pintu 36 Tabel 3.4 Beban Panas Per Satuan Udara Yang Masuk Ke Udara Pendingin Dengan Kondisi Penyimpanan Di Bawah 0 C 37 Tabel 3.5 Sifat Natrium Klorida Air Garam Murni (NaCl) 39 x

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sistem Kompresi Uap 6 Gambar 2.2 Siklus Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Pada Diagram Mollier 7 Gambar 2.3 Skema Mesin Es Balok 25 xi

12 DAFTAR NOTASI Satuan A = Luas Permukaan m 2 Cp = Panas Spesifik kj/kgk COP a = Coefficient of Performance Actual - COP c = Coefficient of Performance Carnot - h 1 = Entalpi Keluar Evaporator kj/kg h 2 = Entalpi Keluar Kompresor kj/kg h 3 = Entalpi Keluar Kondenser kj/kg h 4 = Entalpi Masuk Evaporator kj/kg I = Laju Aliran Udara L/s L = Kalor Laten Air kj/kg m = Massa Produk Kg Q = Jumlah Panas kj/kg Q e = Kapasitas Pendinginan Kw q c = Kalor Yang Dilepas Di kondenser kj/kg q e = Panas Yang Diserap Di Evaporator kj/kg q t = Total Beban Pendinginan Kw q w = Kerja Kompresi Kw RT = Waktu Mesin Beroperasi Jam T e = Temperatur Evaporator C T k = Temperatur Kondenser C xii

13 U = Koefisien Keseluruhan Transmisi Panas W/m 2 /K ΔH = Beban Panas Per Satuan Udara Yang Masuk kj/l ΔT = Perbedaan Temperatur C xiii