SKRIPSI – ME 141501
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN PHASE CHANGE
MATERIAL (PCM) TERHADAP PENDINGINAN RUANG MUAT
KAPAL IKAN
Alief Jaisyul Usrah
NRP 04211440000070
Dosen Pembimbing
Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN
FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2018
SKRIPSI – ME 141501
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN PHASE CHANGE MATERIAL (PCM) TERHADAP PENDINGINAN RUANG MUAT KAPAL IKAN
Alief Jaisyul Usrah NRP 04211440000070
Dosen Pembimbing Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018
SKRIPSI – ME 141501
ANALYSIS OF THE EFFECTS OF PHASE CHANGE MATERIAL (PCM) ADDING ON FISHING VESSEL CARGO HOLD
Alief Jaisyul Usrah NRP 04211440000070
Supervisor Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D
DEPARTEMEN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2018
ii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
iv
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
vi
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
vii
ANALISA PENGARUH PENAMBAHAN PHASE CHANGE MATERIAL (PCM)
TERHADAP PENDINGINAN RUANG MUAT KAPAL IKAN
Nama Mahasiswa : Alief Jaisyul Usrah
NRP : 04211440000070
Departemen : Teknik Sistem Perkapalan ITS
Dosen Pembimbing 1 : Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D
Abstrak
Penyimpanan yang baik merupakan hal penting dalam kegiatan penangkapan ikan. Ikan
yang telah ditangkap akan disimpan untuk menjaga kesegarannya sebelum dijual.
Kualitas dan harga ikan sangat dipengaruhi oleh tingkat kesegaran. Salah satu cara
untuk menjaga kesegaran ikan adalah dengan proses pendinginan. Penggunaan es masih
menjadi metode yang paling banyak dipakai karena murah dan tidak membutuhkan
mesin pendingin. Jumlah es yang dibawa selama melaut terbatas, sehingga dengan
jumlah es yang terbatas harus bisa mempetahankan temperatur di ruang muat agar tetap
dingin. Untuk mencegah panas dari luar masuk ke dalam ruang muat, insulasi panas
digunakan sebagai pelapis dinding ruang. Selain bahan isolator, penggunaan Phase
Change Material (PCM) sebagai alternatif untuk mempertahankan temperatur rendah
secara konstan mulai digunakan. PCM yang menyerap panas dalam jumlah tertentu
dapat menjadi solusi untuk pendinginan kapal ikan. Tugas akhir ini akan menganalisa
bagaimana pengaruh penambahan PCM terhadap pendinginan ruang muat kapal ikan.
Untuk mengetahui bagaimana pengaruh PCM terhadap pendinginan maka dilakukan
percobaan pada model ruang muat kapal ikan. Setelah dilakukan percobaan didapatkan
bahwa penambahan PCM mempengaruhi pendinginan lebih baik dilhat dari temperatur
rata-rata di dalam cool box. Percobaan dengan kinerja pendinginan terbaik yaitu variasi
es dan ikan 1:1 dengan PCM 1,5 kg. Pada aplikasi kapal ikan dengan muatan maksimal
500 kg, jumlah es, ikan dan PCM berturut-turut 192,3 kg, 192,3 kg dan 115,4 kg. Biaya
operasional sekali berlayar untuk mendinginkan PCM dan pembelian es batu sebesar
Rp 209.202.
Kata kunci : Es batu, kapal ikan, pendinginan ruang muat, PCM.
viii
\
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
ix
AN ANALYSIS THE EFFECT OF PHASE CHANGE MATERIAL (PCM)
ADDING ON FISHING VESSEL’s CARGO HOLD
Name of Student : Alief Jaisyul Usrah
NRP : 04211440000070
Department : Marine Engineering
Supervisor 1 : Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D
Abstract
Proper storage is important in fishing activities. After it caught, fish must be stored to
keep in fresh condition before sale. Quality and the prize of fish are affected by the
freshness. One of the methods to keep fish in fresh condition is by cooling. Cooling
with crushed ice is the most popular method because it is cheap and does not need
refrigeration machine. The amount of the ice is limited when the ship sailing, so the
temperature should keep in cold condition. To prevent heat from outside come into the
cargo hold, heat insulation is installed in cargo hold. Beside insulation materials, Phase
Change Material (PCM) application as the alternative to keep cold temperature
constantly is being used. PCM that absorb large of heat, can be a solution for cooling in
cargo hold. This research will analyze the effect of cooling in fish cargo when PCM is
added. To know the effect of PCM in fish cargo some experiments with model of cargo
hold is done. After the experiment, it was found that the addition of PCM affects
cooling, it can be seen from the average temperature in the cool box. Experiment with
the best cooling performance is variation of 1:1 fish and ice with PCM 1.5 kg. In ship
fishing applications with a maximum load of 500 kg, the amount of ice, fish, and PCM
are 192.3 kg, 192.3 kg and 115.4 kg, respectively. The one-time operational cost to cool
PCM and purchase ice is Rp 209,202.
Keywords : Cargo hold, crushed ice, fishing vessel, PCM
x
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan Semesta Alam yang telah memberikan
anugerah berupa kesehatan, kekuatan dan ilmu pengetahuan kepada penulis sehingga
tugas akhir yang berjudul Analisa Pengaruh Penambahan Phase Change Material
(PCM) Terhadap Pendinginan Ruang Muat dapat terselesaikan dengan baik.
Penulisan tugas akhir diajukan sebagai salah satu syarat kelulusan untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik dari Departemen Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas
Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Pengalaman
perkuliahan baik ilmu teoritis maupun praktis dicurahkan dalam pembuatan tugas akhir.
Perlu disampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak
yang telah membantu penulis selama pengerjaan tugas akhir hingga selesai. Tanpa
bantuan mereka, proses pembuatan tugas akhir ini tidak bisa berjalan lancar. Oleh
karena itu penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada pihak-pihak di bawah ini,
yaitu :
1. Tugas akhir ini didedikasikan kepada kedua orang tua penulis, yang telah
merawat dan mendidik hingga menjadi dewasa seperti saat ini.
2. Sanak saudara penulis yang telah memberikan motivasi dan doa agar lancar
dalam segala aktivitas yang dilakukan penulis.
3. Bapak Dr. Eng. Muhammad Badrus Zaman, S.T, M.T. selaku Kepala
Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK–ITS.
4. Bapak Sutopo Purwono Fitri, ST., M.Eng., Ph.D, selaku dosen pembimbing
penulis yang telah memberikan saran, motivasi serta ilmunya sampai tugas
akhir selesai.
5. Seluruh anggota laboratorium MMS 2017/2018 yang menjadi rekan
seperjuangan dan menemani selama pengerjaan tugas akhir
6. Teman-teman MERCUSUAR ’14 yang menjadi saudara selama mengenyam
perkuliahan di ITS.
7. Kepada pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih atas segala
bantuan dan dukungan yang telah diberikan kepada penulis.
Tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, kesalahan dan kekurangan
sangatlah banyak. Maka dari itu krtitik dan saran pembaca kepada penulis sangat
diperlukan agar dikemudian hari menjadi bahan koreksi. Semoga dengan adanya
tugas akhir yang dibuat oleh penulis ini berguna bagi pembaca yang ingin mencari
informasi maupun referensi yang berguna di kemudian hari.
Surabaya, 16 Juli 2018
Penulis
xii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xiii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................................. i LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................................ v Abstrak .......................................................................................................................... vii KATA PENGANTAR .................................................................................................... xi DAFTAR ISI ................................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR..................................................................................................... xv DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xvii DAFTAR GRAFIK ...................................................................................................... xix BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................................. 2 1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2 1.5 Manfaat Penilitian ............................................................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 3 2.1 Perlakuan Ikan................................................................................................... 3 2.2 Beban Pendinginan ........................................................................................... 3 2.3 Insulasi Termal .................................................................................................. 4 2.4 Phase Change Material .................................................................................... 5 2.5 Penelitian Terdahulu ......................................................................................... 6
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ........................................................................ 9 3.1 Metodologi .......................................................................................................... 9 3.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ................................................................ 10 3.3 Studi Literatur ................................................................................................... 10 3.4 Studi Empiris .................................................................................................... 11 3.5 Perhitungan Beban Panas.................................................................................. 11 3.6 Perancangan dan Pembuatan Aparatus ............................................................. 11 3.7 Percobaan .......................................................................................................... 12 3.8 Analisa dan Pembahasan .................................................................................. 14 3.9 Kesimpulan dan Saran ...................................................................................... 14
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ................................................................ 15 4.1 Perhitungan Beban Pendingin ........................................................................... 15 4.2 Percobaan .......................................................................................................... 18 4.3 Data Hasil Percobaan ........................................................................................ 28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 49 5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 49 5.2 Saran ................................................................................................................. 49
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 51 LAMPIRAN 1 : Tabel Hasil Percobaan ........................................................................ 53 LAMPIRAN 2 : Spesifikasi PCM ................................................................................. 65 LAMPIRAN 3 : Dokumentasi Percobaan ..................................................................... 66 TENTANG PENULIS ................................................................................................... 67
xiv
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Siklus Termal PCM ..................................................................................... 5
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 10 Gambar 3.2 Rancangan Peletakan di dalam Aparatus .................................................... 11 Gambar 3.3 Diagram Alir Percobaan ............................................................................. 12
Gambar 4. 1 Phase Change Material ............................................................................. 18 Gambar 4. 2 Cool Box yang Sudah Dimodifikasi .......................................................... 19 Gambar 4. 3 Data Logger LabJack T7-Pro .................................................................... 20 Gambar 4. 4 Termokopel Tipe K ................................................................................... 20 Gambar 4. 5 Cold Storage .............................................................................................. 21 Gambar 4. 6 Wadah PCM .............................................................................................. 22 Gambar 4. 7 Pemasangan Termokopel pada Data Logger ............................................. 22 Gambar 4. 8 Tampilan Awal Aplikasi Kipling ............................................................... 23 Gambar 4. 9 Menu Analog Inputs ................................................................................... 23 Gambar 4. 10 Pengaturan Tipe Termokopel .................................................................. 24 Gambar 4. 11 Pengaturan Satuan Temperatur ................................................................ 24 Gambar 4. 12 Pengaturan Jenis Modul ........................................................................... 25 Gambar 4. 13 Tampilan Aplikasi LJLogM .................................................................... 26 Gambar 4. 14 Saklar Utama ........................................................................................... 26 Gambar 4. 15 Saklar MCB Cold Storage ....................................................................... 27 Gambar 4. 16 Diagram P-h Refrigeran 404A ................................................................. 45
xvi
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Tipe Bahan Insulasi ......................................................................................... 4
Tabel 4. 1 Biaya Total Operasional ................................................................................ 47
xviii
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
xix
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4. 1 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 Tanpa PCM ................................................. 28 Grafik 4. 2 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 0,5 kg PCM ..................................... 29 Grafik 4. 3 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 1 kg PCM ........................................ 30 Grafik 4. 4 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 1,5 kg PCM ..................................... 31 Grafik 4. 5 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 Tanpa PCM ................................................. 32 Grafik 4. 6 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 0,5 kg PCM ..................................... 33 Grafik 4. 7 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 1 kg PCM ........................................ 34 Grafik 4. 8 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 1,5 kg PCM ..................................... 35 Grafik 4. 9 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 Tanpa PCM ................................................. 36 Grafik 4. 10 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 0,5 kg PCM ................................... 37 Grafik 4. 11 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 1 kg PCM ...................................... 38 Grafik 4. 12 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 1,5 kg PCM ................................... 39 Grafik 4. 13 Temperatur Ikan Perbandingan 1:2 ............................................................ 40 Grafik 4. 14 Temperatur Ikan Perbandingan 1:1 ............................................................ 41 Grafik 4. 15 Temperatur Ikan Perbandingan 2:1 ............................................................ 43
xx
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Laut merupakan sumber daya potensial bagi negara kepulauan, Indonesia termasuk
negara kepulauan dengan wilayah laut terluas di dunia. Potensi komoditas laut
Indonesia cukup menjanjikan, salah satunya yaitu ikan. Produksi perikanan tangkap
nasional pada tahun 2015 sebesar 6.065.060 ton, terjadi peningkatan 11,6% dari tahun
2012 hingga 2015 (Kementrian Kelautan & Perikanan Republik Indonesia, 2016).
Seiring meningkatnya jumlah tangkapan ikan, perlu adanya sarana pendukung seperti
alat tangkap dan tempat penyimpanan bagi nelayan agar hasil tangkapan semakin baik.
Suranaya et al., (2012) menyatakan bahwa ikan merupakan bahan makanan
yang mudah membusuk karena ikan mengandung banyak protein yang merupakan
sumber makanan bagi bakteri pembusuk serta kondisi lingkungan yang mendukung
pertumbuhan lebih besar seperti temperatur, pH, kelembaban, dan kebersihan. Ikan
yang dibiarkan pada suhu lingkungan atau suhu kamar lebih cepat mengalami
pembusukan dan ikan akan tercemar bakteri patogen yang beracun apabila dikonsumsi
manusia. Suranaya, et al, (2012) juga melakukan percobaan mengenai pengaruh
temperatur penyimpanan terhadap mutu ikan, hasilnya mutu ikan terbaik yaitu pada
penyimpanan dengan suhu 0oC. Sedangkan suhu penyimpanan ikan segar yang
dianjurkan menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) adalah 5oC.
Pendinginan menggunakan es masih menjadi metode yang paling banyak dipakai
karena murah dan tidak membutuhkan mesin pendingin di kapal. Namun jumlah es
yang dibawa selama melaut tidak banyak karena dapat mengurangi muatan ikan,
sehingga dengan jumlah es yang terbatas harus bisa mendinginkan ruang muat dengan
baik. Suhu di luar ruang muat yang lebih tinggi juga bisa membuat es cepat mencair.
Penyimpanan ikan yang memiliki bahan isolasi terhadap panas diperlukan agar kualitas
ikan semakin baik (Susanti & Purba, 2008). Penggunaan bahan isolasi dapat mencegah
masuknya panas dari luar dan es mencair sampai tiba di pelabuhan.
Penggunaan Phase Change Material (PCM) untuk mempertahankan temperatur
suatu ruang mulai banyak digunakan. Cara kerja PCM yaitu dapat menyerap panas laten
dari lingkungan dan menjaga temperatur dengan stabil (Haryowidagdo, 2017). PCM
dapat mengurangi biaya operasional karena tidak memerlukan tambahan energi mesin
pendingin (Taufiqurrahman, 2016). Penggunaan PCM bisa dilakukan secara berulang
tanpa harus mengganti dengan yang baru, sehingga PCM bisa mengurangi biaya
kebutuhan pembelian es.
Penggunaan PCM pada ruang muat kapal ikan bisa diterapkan. Tugas akhir ini akan
membahas bagaimana kemampuan PCM untuk menjaga temperatur rendah dengan
melakukan percobaan terhadap model ruang muat kapal ikan. Harapannya yaitu agar
pendinginan pada ruang muat kapal ikan menjadi lebih baik dan mengurangi
penggunaan es untuk pendinginan sehingga bisa memaksimalkan muatan ikan.
2
1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, rumusan masalah
yang akan dibahas dalam penelitian, yaitu :
1. Bagaimana pengaruh penambahan PCM terhadap performa pendinginan ruang
muat kapal ikan?
2. Bagaimana PCM dapat mempertahankan temperatur pendinginan?
1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dibuat agar lingkup penelitian ini lebih fokus, yaitu :
1. Tugas akhir ini akan membuat model ruang muat dalam bentuk cool box
dengan skala laboratorium sebagai percobaan.
2. Percobaan dilakukan pada kondisi temperatur ruangan.
3. Tidak menganalisa kualitas ikan selama percobaan.
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui performa penambahan PCM terhadap pendinginan model ruang
muat.
2. Menganalisa kinerja PCM untuk mempertahankan temperatur di dalam model
ruang muat.
1.5 Manfaat Penilitian Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Membuat modifikasi ruang muat yang lebih optimum.
2. Memberikan alternatif kepada nelayan mengenai pendinginan ikan.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perlakuan Ikan Pada umumnya nelayan menyimpan ikan di palka. Palka ikan merupakan ruang di
kapal untuk menyimpan ikan. Bentuk palka biasanya menyesuaikan badan kapal agar
bisa memanfaatkan seluruh ruang di kapal. Fungsi dari palka ikan yaitu tempat
menyimpan ikan, menjaga kesegaran ikan dan sebagai daya apung tambahan
(Furkanudin, Amiruddin, & Budi S, 2014). Selain palka, nelayan biasanya menyimpan
hasil tangkapan pada cool box. Cool box lebih praktis karena bisa dipindahkan dengan
mudah namun jumlah muatan yang dapat ditampung tidak terlalu besar. Insulasi termal
pada palka ataupun cool box sudah mulai diaplikasikan, karena bahan isolator
mempunyai tahanan terhadap panas yang tinggi, sehingga dapat mempertahankan
dingin dengan baik.
Ikan yang telah ditangkap harus segera ditangani dan disimpan dengan baik agar
kualitas dan kesegaran tetap terjaga. Kesegaran ikan akan mempengaruhi harga jual.
Ikan yang tidak segar bisa berbahaya saat dikonsumsi. Ikan harus memenuhi parameter
uji persyaratan mutu dan keamanan pangan seperti tampilan fisik, cemaran mikroba,
cemaran kimia dan parasit. Salah satu metode untuk menjaga kesegaran ikan adalah
dengan pendinginan. Pendinginan berfungsi untuk meghambat pertumbuhan bakteri
pembusuk. Suhu penyimpanan ikan segar yang baik yaitu di bawah 5oC. Metode
pendinginan yang biasa dipakai di kapal antara lain:
a. Pendinginan Menggunakan Es
Pendinginan menggunakan es merupakan metode yang paling sering dipakai
karena biaya lebih murah dan tidak membutuhkan tambahan mesin pendingin.
Kondisi lingkungan laut Indonesia yang panas saat siang hari dan waktu melaut
yang lama mengakibatkan es cepat mencair (Susanti & Purba, 2008). Es yang
digunakan untuk pendinginan harus memenuhi standar pangan seperti bersih
dari bakteri, patogen dan bahan kimia. Selain itu bentuk es dibentuk serpihan
kecil agar tidak merusak ikan. Bentuk es yang besar dan runcing bisa merobek
ikan sehingga menurunkan kualitasnya (Prasetya, 2006).
b. Pendinginan Menggunakan Mesin
Mesin yang dipakai yaitu mesin refrigerasi. Mesin dapat membuat suhu dan
ikan dalam ruangan menjadi beku. Penggunaan mesin refrigerasi sangat baik
karena suhu di dalam ruang palka tetap stabil dan cocok bagi penanganan ikan
beku. Namun biaya investasi dan operasional yang tinggi serta idak semua
kapal bisa menggunakan akibat keterbatasan ruang.
2.2 Beban Pendinginan 2.1.1 Beban Produk
Beban produk adalah sejumlah panas yang dihasilkan dari produk pada suatu
tempat penyimpanan. Dalam hal ruang penyimpan ikan, beban produk yang harus
didinginkan adalah ikan hasil tangkapan. Panas yang dihasilkan bergantung pada
massa dan panas spesifik ikan. Beban produk dapat dihitung menggunakan
persamaan berikut:
4
Q = −(m × C × ∆T) (1)
Dimana:
Q = Kalor yang diserap/dilepas (J)
m = massa produk (kg)
C = kalor spesifik produk (J/kgoC)
∆𝑇= perbedaan temperatur (T2-T1) (oC)
2.1.2 Beban Transmisi
Beban transmisi adalah sejumlah panas yang ditransmisikan melewati dinding
karena terdapat perbedaan temperatur. Panas akan mengalir dari temperatur tinggi
menuju rendah. Udara di luar penyimpan ikan lebih panas sehingga panas akan
mengalir melewati dinding. Beban transmisi sangat dipengaruhi oleh ketebalan
dan konduktivitas termal bahan dinding. Beban produk dapat dihitung
menggunakan persamaan berikut:
𝑞 = 𝐴 × 𝑈 × ∆𝑇 (2)
Dimana:
A = Luas Permukaan (m2)
U = koefisien perpindahan kalor (J/s m2 oC)
∆𝑇= perbedaan temperatur (T2-T1) (oC)
2.3 Insulasi Termal Insulasi termal merupakan bahan yang dapat menahan panas. Penggunaan insulasi
termal pada ruang muat kapal ikan berfungsi untuk menjaga suhu ruang tetap rendah
dan mencegah panas dari luar masuk ke dalam ruang, sehingga lebih efisien untuk
pendinginan (Taufiqurrahman, 2016). Bahan yang dapat digunakan sebagai insulasi
termal yaitu harus memiliki konduktivitas termal yang rendah. Udara bisa menghambat
aliran panas, sehingga bahan yang banyak mengandung udara di dalamnya sangat baik
sebagai insulasi termal (Ali & Kurniawan, 2013). Beberapa bahan yang umum dipakai
sebagai insulasi panas serta sifatnya tampak pada tabel 2.1
Tabel 2. 1 Tipe Bahan Insulasi (Holman, 2010)
N
o Type
Temperature
Range, oC
Thermal
Conductivity,
m/W/m . oC
Density,
kg/m3
1 Linde evacuated superinsulation -240-1100 0.0015-0.72 Variable
2 Urethane foam -180-150 16-20 25-48
3 Urethane foam -170-110 16-20 32
4 Cellular glass blocks -200-200 29-108 110-150
5 Fiberglass blanket for wrapping -80-290 22-78 10-50
6 Fiberglass blankets -170-230 25-86 10-50
7 Fiberglass performed shapes -50-230 32-55 10-50
8 Elastomeric sheets -40-100 36-39 70-100
9 Fiberglass mats 60-370 30-55 10-50
5
N
o Type
Temperature
Range, oC
Thermal
Conductivity,
m/W/m . oC
Density,
kg/m3
10 Elastomeric performed shapes -40-100 36-39 70-100
11 Fiberglass with vapor barrier
blanket -5-70 29-45 10-30
12 Fiberglass without vapor barrier
jacket to 250 29-45 24-48
13 Fiberglass boards 20-450 33-52 25-100
14 Cellular glass blocks and boards 20-500 29-108 110-150
15 Urethane foam blocks and boards 100-150 16-20 25-65
16 Mineral fiber performed shapes to 650 35-91 125-160
17 Mineral fiber blanket to 750 37-81 125
18 Mineral wool blocks 450-1000 52-130 175-290
19 Calcium silicate blocks, boards 230-1000 32-85 100-160
20 Mineral fiber blocks to 1100 52-130 210
2.4 Phase Change Material Phase Change Material (PCM) merupakan suatu bahan yang memanfaatkan
perubahan fase untuk menyerap atau melepaskan sejumlah energi (Sutterlin, 2014).
PCM mempunyai energi penyerapan panas yang tinggi, sehingga PCM akan menyerap
panas dalam jumlah banyak sebelum mencair. Selama proses penyerapan panas
temperatur sekitar konstan, sehingga PCM baik dalam mempertahankan temperatur
suatu ruang agar konstan (Pudjiastuti, Hendartini, Supeni, & Listyarini, 2011). Prinsip
kerja PCM tergolong dalam penyimpanan panas laten, membuat PCM dengan jumlah
sedikit namun mampu dapat menyimpan panas dalam jumlah yang cukup besar
(Haryowidagdo, 2017).
Gambar 2. 1 Siklus Termal PCM (Sutterlin, 2014)
6
Siklus PCM dapat dilihat pada gambar 2.1. PCM dalam fase padat akan menyerap
panas hingga temperatur meningkat, sampai pada temperatur tertentu (titik lebur) PCM
akan mencair. Apabila sudah mulai mencair, PCM akan menyerap panas dalam jumlah
besar tanpa mengalami kenaikan temperatur sampai PCM benar-benar berubah fase
menjadi cair. Begitu pula sebaliknya, apabila temperatur sekitar PCM menurun, maka
panas akan dilepas hingga mencapai titik beku. PCM melepas panas laten sampai
membeku seluruhnya dan berubah menjadi padat (Sutterlin, 2014).
2.4.1 Klasifikasi
Secara umum PCM dapat dibedakan menjadi dua yaitu:
a. Organik
PCM organik banyak dipakai sebagai penyimpan panas laten. Dibandingkan
dengan inorganik, PCM organik lebih stabil secara kimia. PCM organik tidak
mengandung bahan korosif, mempunyai panas laten yang tinggi dan tidak perlu
adanya super cooling untuk membekukan. Namun PCM organik memiliki
konduktivitas termal yang kecil, harganya relatif mahal dan mudah terbakar.
Contoh bahan PCM organik yang paling umum adalah paraffin dan fatty acid.
b. Inorganik
PCM inorganik memiliki sifat konduktivitas termal yang baik dan tidak mudah
terbakar. Kadar air pada PCM inorganik tinggi sehingga harganya lebih murah
dibanding PCM organik. PCM inorganik memiliki beberapa kekurangan
diantaranya membutuhkan temperatur yang sangat rendah untuk membekukan,
terjadi dekomposisi yaitu pengendapan garam akibat perbedaan massa jenis
campuran, dan tingkat korosi yang tinggi. Contoh dari PCM inorganik yaitu
garam hidrat.
2.4.2 Pengemasan PCM
PCM terbuat dari campuran bahan kimia, bahkan beberapa jenis PCM
merupakan bahan dengan tingkat korosi yang tinggi. PCM tidak bisa langsung
bersentuhan dengan bahan yang didinginkan terutama bahan food grade,
sehingga perlu ditempatkan pada kemasan tertentu agar lingkungan terlindungi.
Selain melindungi bahan yang didinginkan. pengemasan PCM memudahkan
untuk memindahkan apabila ingin dilakukan proses pendinginan kembali
(charging). Bahan untuk kemasan PCM harus memiliki sifat kuat agar tidak
cepat bocor dan anti korosi. Salah satu bahan yang dipakai di pasaran yaitu
berbahan plastik polimer (Janarko, 2017).
2.5 Penelitian Terdahulu a. Pudjiastuti, W., Hendartini, Supeni, G., & Listyarini, A. (2011). Penelitian
Menggunakan Cold Roll Cox (CRB) dengan Phase Change Materials (PCMs)
untuk Mempertahankan Kesegaran Produk Pertanian. Jurnal Kimia dan Kemasan,
33(2), 179-182.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penanganan distribusi hasil pertanian
dengan pendinginan yang efektif agar kesegaran produk terjaga sampai saat
sebelum dijual. Metode yang digunakan yaitu percobaan menggunakan Cool Roll
Box (CRB) dengan penambahan Phase Change Materials (PCMs) dengan
temperatur -4oC. Bahan yang digunakan sebagai percobaan adalah lettuce dan
7
brokoli yang sebelumnya telah dibekukan selama delapan jam. Kemudian
didiamkan selama beberapa jam. CRB akan diangkut diatas truk untuk kemudian
dilakukan pengiriman. Hasilnya yaitu CRB dapat mempertahankan temperatur
ruangan 4o-5o C hingga 22 jam.
b. Taufiqurrahman. (2016). Analisa Kinerja Phase Change Material Organik Sebagai
Pendingin Alternatif Cold Storage. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh
Nopember. Tugas Akhir.
Dalam penelitian ini dilakukan analisa variasi jumlah Phase Change Material
dalam mendinginkan cold storage. Percobaan yang dilakukan menggunakan
variasi jumlah PCM didalam cool box dan perbedaan sirkulasi udara. Analisa
yang dilakukan yaitu lamanya temperatur terendah dengan variasi PCM dan lama
waktu mesin refrigerasi berhenti.
Berdasarkan percobaan yang dilakukan dengan hanya melakukan variasi
jumlah PCM. Didapatkan bahwa kecenderungan kemampuan mempertahankan
temperatur meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah PCM baik tanpa
sirkulasi udara maupun yang menggunakan sirkulasi udara. Dengan adanya
penambahan PCM terjadi penghematan biaya operasi mesin apabila dibandingkan
tanpa PCM.
8
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
9
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metodologi Penelitian ini menggunakan metode percobaan. Model ruang muat kapal ikan akan
dibuat dalam bentuk cool box, kemudian percobaan dengan menguji performa
pendinginan cool box saat diberi PCM. Pada metodologi akan dijelaskan proses
pengerjaan tugas akhir. Alur pengerjaan secara terstruktur mulai dari penentuan
masalah hingga kesimpulan pemecahan masalah. Tahapan pengerjaan tugas akhir dapat
dilihat pada diagram alir gambar 3.1.
Mulai
Identifikasi dan
Perumusan Masalah
Studi Literatur
1. Pendinginan Ikan
2. Insulasi Panas
3. Definisi PCM
Studi Empiris
Perhitungan Beban
Pendinginan
Perancangan dan Pembuatan Aparatus
Percobaan
A B
1. Jenis PCM
2. Jenis Insulasi
3. Standar Suhu
Pendinginan
10
Tidak Memenuhi
Memenuhi
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah Identifikasi diperlukan untuk mencari permasalahan yang akan dibahas pada tugas
akhir. Dari identifikasi permasalahan maka bisa ditentukan perumusan masalah yang
nantinya akan diselesaikan dan menjadi hasil pada tugas akhir ini. Permasalahan yang
akan diangkat yaitu mengenai peningkatan performa pendinginan ruang muat kapal
ikan menggunakan PCM. Penelitian akan terfokus pada permasalahan tersebut.
Terdapat batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini, agar penelitian tetap pada
topik masalah dan tidak meluas.
3.3 Studi Literatur Studi literatur memiliki tujuan untuk mencari informasi sebanyak-banyaknya
mengenai teori dasar, teori pendukung dan acuan untuk melakukan penelitian tugas
akhir. Studi literatur diperoleh dari buku pengetahuan, jurnal-jurnal baik nasional
A
Analisa dan Pembahasan
Selesai
Kesimpulan dan Saran
Suhu Pendinginan
4oC
B
Pengambilan
Data
11
maupun internasional, artikel berita dan internet. Literatur pendukung dalam pengerjaan
tugas akhir ini mengenai teori pendinginan ikan, teknologi insulasi, prinsip kerja PCM
serta teori-teori penunjang lainnya.
3.4 Studi Empiris Studi empiris merupakan tahap untuk mempelajari parameter yang akan ditemui
dalam percobaan. Studi empiris bisa berasal dari penelitian ataupun peraturan yang
telah ada meliputi percobaan, pengukuran, alat dan bahan dll. Pada studi empiris ini
akan dipilih jenis PCM dan bahan insulasi untuk merancang cool box serta peralatan
untuk mengukur saat pengambilan data.
3.5 Perhitungan Beban Panas Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa pendinginan ruang muat yang
diberi tambahan PCM, sehingga perlu diperhitungkan beban panas yang akan
dihasilkan. Perhitungan beban panas nantinya untuk mengetahui jumlah panas yang
akan didinginkan oleh es dan PCM. Beban panas tersebut adalah panas dari dinding
cool box dan ikan segar.
3.6 Perancangan dan Pembuatan Aparatus Pada penelitian ini alat yang digunakan sebagai percobaan yaitu model ruang muat
kapal ikan berbentuk cool box dengan skala laboratorium. PCM akan ditempatkan pada
sebuah wadah. Wadah PCM akan diletakkan di dalam cool box bersama dengan es dan
ikan. Cool box akan dimodifikasi sehingga PCM dapat diletakkan dengan mudah dan
tidak berubah posisi.
Desain aparatus seperti tampak pada gambar 3.2. Peletakan PCM berada pada
dinding cool box yang bersentuhan langsung dengan ikan dan es batu. Sensor suhu
berupa termokopel akan diletakkan di udara dalam cool box (T1), daging ikan (T2), di
dalam PCM (T3) dan udara luar cool box (T4). Termokopel akan dihubungkan menuju
data logger sebagai perangkat pembaca suhu dan data logger akan terhubung dengan
perangkat komputer.
Gambar 3.2 Rancangan Peletakan di dalam Aparatus
12
3.7 Percobaan
Percobaan dilakukan untuk mendapatkan data yang dibutuhkan. Percobaan dengan
membuat model dari palka kapal ikan untuk dianalisa apabila terdapat penambahan
PCM. Alur percobaan seperti tampak pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Diagram Alir Percobaan
3.6.1 Persiapan Aparatus
Peralatan yang harus disiapkan untuk percobaan penelitian ini yaitu:
Cool box
Spesifikasi cool box yang akan digunakan sebagai berikut:
Panjang : 51.5 cm
Lebar : 37 cm
Tinggi : 31 cm
Tebal : 2.5 cm
Bahan : Styrofoam
Phase Change Material (PCM)
PCM yang digunakan dalam percobaan ini adalah berjenis organik dengan bahan
dasar paraffin.
Mulai
Persiapan Aparatus
Percobaan:
Tanpa PCM
Dengan PCM (Es:Ikan 2:1)
Dengan PCM (Es:Ikan 1:1)
Dengan PCM (Es:Ikan 1:2)
Selesai
Pengambilan Data
13
Wadah PCM
Wadah PCM berfungsi untuk menyimpan PCM agar tidak tercampur dengan
produk.
Cold Storage
Untuk membekukan PCM dan es batu
Termokopel
Termokopel alat yang digunakan untuk mengukur suhu selama percobaan
berlangsung.
Data Logger
Data logger berfungsi untuk membaca dan merekam hasil pengukuran suhu oleh
termokopel.
3.6.2 Jenis Percobaan
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 1:2
Percobaan ini menggunakan es dan ikan segar dengan perbandingan 1:2 di dalam
cool box. Pada percobaan akan divariasikan jumlah PCM yang ada di dalam cool
box yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 1:1
Percobaan ini menggunakan es dan ikan segar dengan perbandingan 1:1 di dalam
cool box. Pada percobaan akan divariasikan jumlah PCM yang ada di dalam cool
box yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 2:1
Percobaan ini menggunakan es dan ikan segar dengan perbandingan 2:1 di dalam
cool box. Pada percobaan akan divariasikan jumlah PCM yang ada di dalam cool
box yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
3.6.3 Prosedur Percobaan
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 1:2
1. Mempersiapkan cool box
2. Mengatur perangkat data logger
3. Mempersiapkan termokopel dan memasangkan kabel sensor pada titik yang
telah ditentukan di dalam cool box
4. Memasukkan es yang telah dihancurkan dan ikan ke dalam cool box dengan
perbandingan 1:2
5. Mendiamkan cool box dan mencatat hasil pengamatan
6. Ulangi langkah 4-5 dengan menambahkan PCM 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 1:1
1. Mempersiapkan cool box
2. Mengatur perangkat data logger
3. Mempersiapkan termokopel dan memasangkan kabel sensor pada titik yang
telah ditentukan di dalam cool box
4. Memasukkan es yang telah dihancurkan dan ikan ke dalam cool box dengan
perbandingan 1:1
5. Mendiamkan cool box dan mencatat hasil pengamatan
6. Ulangi langkah 4-5 dengan menambahkan PCM 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
14
Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 2:1
1. Mempersiapkan cool box
2. Mengatur perangkat data logger
3. Mempersiapkan termokopel dan memasangkan kabel sensor pada titik yang
telah ditentukan di dalam cool box
4. Memasukkan es yang telah dihancurkan dan ikan ke dalam cool box dengan
perbandingan 2:1
5. Mendiamkan cool box dan mencatat hasil pengamatan
6. Ulangi langkah 4-5 dengan menambahkan PCM 1 kg dan 1,5 kg
3.6.4 Pengambilan Data
Data yang akan diambil selama percobaan adalah pembacaan temperatur pada titik-
titik yang telah ditentukan selama 10 jam.
3.8 Analisa dan Pembahasan Setelah melakukan percobaan, maka didapat data berupa temperatur tiap titik
pengamatan di dalam cool box dengan variasi kondisi yang berbeda. Data tiap variasi
kondisi akan dibandingkan lalu dianalisa. Grafik perbandingan dibuat untuk
memudahkan dalam penggambaran performa variasi. Dari analisa perbandingan maka
akan didapat kondisi atau variasi manakah yang memberikan hasil optimum. Analisa
ekonomi juga akan dilakukan dengan menghitung jumlah kebutuhan es, ikan dan PCM
pada kapal sesungguhnya juga, dan biaya operasional untuk membekukan PCM dan
pembelian es.
3.9 Kesimpulan dan Saran Setelah melakukan analisa data maka akan diketahui manakah kondisi atau variasi
yang terbaik dari percobaan. Maka penarikan kesimpulan bisa diputuskan dari hasil
analisa. Kesimpulan harus bisa menjawab rumusan masalah dan sesuai tujuan
penelitian. Kemudian pada akhir akan dimunculkan saran yang berkaitan dengan
penelitian agar terdapat evaluasi dan perbaikan bagi penelitian berikutnya.
15
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Beban Pendingin
Beban pendingin yang akan dihitung adalah jumlah energi yang dilepas agar
temperatur suatu benda atau ruang menurun. Dalam percobaan ini energi yang dilepas
yaitu energi panas. Beban pendingin terdiri dari beban produk dan beban transmisi.
Beban produk adalah beban panas yang dihasilkan suatu produk yang akan didinginkan,
dalam percobaan tugas akhir ini produk yang digunakan adalah ikan segar. Beban
transmisi adalah beban panas yang berasal dari tempat bersuhu tinggi bertransmisi
melalui dinding menuju ke tempat bersuhu lebih rendah. Pada percobaan menggunakan
dinding berbahan styrofoam. Perhitungan beban pendingin sebagai berikut:
A. Beban Produk
m = 2,5 kg
T1 = 27 oC
T2 = 4 oC
C = 3600 J/ kgoC
Q = −(m × C × ∆T)
= −(2,5 x 3600 x [4−27])
= 207.000 Joule
B. Beban Transmisi
Spesifikasi cool box:
Panjang = 0,515 m
Lebar = 0,37 m
Tinggi = 0,31 m
Tebal (x1) = 0,025 m
Konduktivitas (k) = 0,033 W/m2 oC
1. Dinding 1
A = 0,515 x 0,31 = 0,15965 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,013794
q1 = A x U x ∆T
= 0,15965 x 0,013794 x (27-4)
= 0,0506 W
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278 +
0,0250,033 +
10,0278
16
2. Dinding 2
A = 0,37 x 0,31 = 0,1147 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,013794
q2 = A x U x ∆T
= 0,1147 x 0,013794 x (27-4)
= 0,03639 W
3. Dinding 3
A = 0,515 x 0,31 = 0,15965 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,013794
q3 = A x U x ∆T
= 0,15965 x 0,013794 x (27-4)
= 0,0506 W
4. Dinding 4
A = 0,37 x 0,31 = 0,1147 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,013794
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278
+0,0250,033
+1
0,0278
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278
+0,0250,033
+1
0,0278
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278 +
0,0250,033 +
10,0278
17
q4 = A x U x ∆T
= 0,1147 x 0,013794 x (27-4)
= 0,03639 W
5. Dinding 5
A = 0,515 x 0,37 = 0,19055 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,01385
q5 = A x U x ∆T
= 0,19055 x 0,01385 x (27-4)
= 0,06071 W
6. Dinding 6
A = 0,515 x 0,37 = 0,19055 m2
T1 = 4 oC
T2 = 27 oC
U =
=
= 0,013794
q6 = A x U x ∆Tq
= 0,19055 x 0,013794 x (27-4)
= 0,060456 W
7. Beban transmisi= q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6
= 0,0506 + 0,03639 + 0,0506 + 0,03639 + 0,06071 +
0,060456
= 0,295146 W
Jumlah panas dalam waktu 10 jam = q x t
= 0,295146 x (10 x 3600)
= 10625.26 Joule
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278
+0,0150,033
+1
0,0278
1
1𝑓0
+𝑥1𝑘1
+1
𝑓1
1
10,0278 +
0,0250,033 +
10,0278
18
C. Total Beban Pendingin
Total beban pendingin = beban produk + beban transmisi
= 207000 + 10625.26
= 217625.26 Joule
4.2 Percobaan
4.2.1 Persiapan Aparatus
1. Phase Change Material (PCM)
Phase Change Material (PCM) adalah suatu bahan yang bisa menyerap panas
dalam jumlah tertentu. Dalam proses penyerapan panas, PCM akan berubah
fase dari padat menjadi cair. Pada tugas akhir ini menggunakan PCM berjenis
organik dengan bahan dasar paraffin wax. Berikut adalah spesifikasi dari PCM
yang digunakan:
Merk : Rubitherm
Kode Produk : RT – 4
Melting Area : -7 bis -3 oC ( main peak -4 )
Congealing Area : -4 bis -7 oC
Heat Storage Capacity: 180 KJ / Kg
Latent Heat : 150 KJ / Kg
Specific heat capacity : 2 Kj / Kg K
Density Solid at -15 oC: 0,88 Kg/l
Density Liquid at 15 oC: 0,76 Kg/l
Heat Conductivity : 0,2 W/m K
Volume Expansion : 13.63 %
Flash Point : 96 oC
Max Operation Temp : 30 oC
Gambar 4. 1 Phase Change Material
19
2. Cool Box
Cool Box merupakan suatu tempat penyimpanan barang atau produk agar
temperatur tetap dingin. Cool box dibuat dengan bahan yang memiliki sifat
isolator panas yang sangat baik, agar panas dari luar tidak masuk ke dalam.
Pada tugas akhir ini memakai cool box sebagai model palka kapal ikan sebagai
percobaan. Bahan dasar cool box adalah Styrofoam. Cool box akan dimodifikasi
untuk menempatkan wadah PCM agar tidak bergeser dari tempat semestinya.
Dimensi cool box yang akan dipakai sebagai berikut:
Panjang : 51.5 cm
Lebar : 37 cm
Tinggi : 31 cm
Tebal : 2.5 cm
Bahan : Styrofoam
Gambar 4. 2 Cool Box yang Sudah Dimodifikasi
3. Data Logger
Data logger merupakan sebuah alat yang berfungsi untuk membaca dan
merekam data dari sebuah sensor. Salah satu sensor yang dipakai adalah sensor
suhu. Sensor suhu akan mengubah data suhu menjadi digital, sinyal digital akan
dibaca dan direkam oleh data logger yang kemudian akan ditampilkan besaran
suhu yang diamati. Data logger membutuhkan aplikasi komputer untuk
memudahkan dalam proses penggunaan. Data logger digunakan untuk
mencatat temperatur selama percobaan. Berikut adalah spesifikasi dari data
logger yang digunakan:
20
Merk : Labjack
Tipe : T7-Pro
Analog : 14 analog
Range : 10 s/d 0.001 V
Output : 200µA.
Gambar 4. 3 Data Logger LabJack T7-Pro
4. Termokopel
Termokopel adalah alat yang bisa mengubah data temperatur menjadi digital
berupa voltase. Termokopel akan mengukur temperatur yang akan diamati
kemudian mengirim sinyal digital yang nantinya akan diterima oleh data
logger. Pada percobaan ini termokopel digunakan untuk mengukur temperatur
objek yang akan diamati seperti temperatur udara, ikan, PCM dll. Jenis
termokopel yang dipakai adalah termokopel tipe K.
Gambar 4. 4 Termokopel Tipe K
21
5. Cold Storage
Cold storage merupakan sebuah tempat untuk menyimpan suatu barang atau
produk. Cold storage memiliki mesin pendingin untuk menurunkan suhu
hingga produk dingin bahkan membeku. Pada percobaan ini cold storage
berfungsi untuk mendinginkan PCM. Temperatur pendinginan yaitu -18 oC
selama 8 jam. Berikut adalah spesifikasi dari cold storage Laboratorium Mesin
Fluida Departemen Teknik Sistem Perkapalan ITS:
Panjang :2400 mm
Lebar :1260 mm
Tinggi :2500 mm
Refrigerant : R404 A
Compressor : Bitzer 2HC – 1.2 – 40 S
220 – 240 V 50 Hz
Displacement 6.5 m3/h, 1450 rpm
Evaporator : Muller MLT 013
Capacity 1345 watt, 4 Coil Rows 1 Fan
Gambar 4. 5 Cold Storage
6. Wadah PCM
Pada aplikasi Phase Change Material (PCM) memakai wadah sebagai
tempat menyimpan dan menampung. Saat bekerja mendinginkan produk, PCM
akan berubah wujud dari padat menjadi cair, sehingga dengan disimpan pada
wadah PCM akan lebih praktis dan tidak menyebar saat mencair. Selain untuk
menyimpan, wadah PCM juga melindungi produk terutama berjenis food grade
dari kontaminasi PCM yang merupakan bahan kimia. Wadah yang biasa
dipakai adalah berbahan dasar High Density Polyethylene (HDPE). HDPE
dipilih karena bahan yang kuat, fleksibel dan tahan terhadap korosi bahan
kimia. Pada percobaan tugas akhir ini menggunakan wadah berbahan HDPE
dengan kapasitas volume 1 liter.
22
Gambar 4. 6 Wadah PCM
4.2.2 Langkah-langkah Penggunaan Termokopel dan Data Logger
Data logger digunakan untuk merubah pembacaan temperatur termokopel
menjadi data digital. Data logger yang digunakan adalah LabJack T7-Pro. Data
logger LabJack T7-Pro menggunakan dua aplikasi untuk mengoperasikannya
yaitu Kipling sebagai aplikasi yang mengatur masukan dan luaran data logger
serta LJLogM sebagai aplikasi untuk merekam data pengukuran. Sebelum
percobaan dimulai, aplikasi Kipling dan LJLogM harus sudah terpasang pada
komputer. Langkah-langkah pengaturan data logger sebagai berikut:
1. Memasang termokopel pada data logger dengan menghubungkan kabel
positif pada modul “AIN 0, AIN 1, AIN 2” dst. serta kabel negatif pada
modul “GND”. Pastikan termokopel terpasang dengan benar.
Gambar 4. 7 Pemasangan Termokopel pada Data Logger
2. Menghubungkan data logger dengan komputer menggunakan kabel USB.
23
3. Membuka aplikasi Kipling hingga muncul pembacaan terhadap data logger
LabJack T7-Pro yang telah terpasang sebelumnya pilih jenis koneksi “USB”
Gambar 4. 8 Tampilan Awal Aplikasi Kipling
4. Melakukan konfigurasi perangkat data logger dan termokopel dengan
memilih menu Analog Inputs.
Gambar 4. 9 Menu Analog Inputs
5. Melakukan pengaturan termokopel dengan menekan tanda “+” sampai
tampilan pengaturan muncul.
24
6. Mengatur jenis termokopel dengan menekan menu Extended Feature,
termokopel yang dipakai yaitu tipe K.
Gambar 4. 10 Pengaturan Tipe Termokopel
7. Mengatur satuan temperatur pengukuran dengan menekan menu Metric.
Satuan temperatur yang dipilih adalah Celcius.
Gambar 4. 11 Pengaturan Satuan Temperatur
25
8. Memilih sambungan modul data logger dengan menekan menu Cold
Junction Location. Sambungan yang dipilih adalah CB 73 Screw Terminals
(AIN0-13).
Gambar 4. 12 Pengaturan Jenis Modul
9. Melakukan pengaturan pada semua AIN yang terhubung oleh termokopel.
10. Menutup aplikasi Kipling.
11. Membuka aplikasi LJLogM sampai muncul tampilan seperti pada gambar
4.14
12. Menentukan jumlah termokopel yang akan direkam dengan mengatur pada
kolom #channel.
13. Menentukan interval waktu perekaman dengan mengatur pada kolom Interval
(ms).
14. Pengaturan awal pembacaan aplikasi LJLogM masih dalam satuan voltase.
Untuk mengatur agar tampilan pembacaan dalam satuan temperatur yaitu
dengan memberikan kode “_EF_READ_A “ pada kolom name.
15. Mengatur tampilan grafik hasil perekaman dengan menekan tombol pada
kolom graph? sampai berwarna hijau.
16. Menyimpan data hasil perekaman dengan cara menekan kolom write to file,
kemudian pilih tempat untuk menyimpan.
26
Gambar 4. 13 Tampilan Aplikasi LJLogM
4.2.3 Langkah-langkah Penggunaan Cold Storage
A. Menghidupkan Cold Storage
1. Menyalakan saklar utama listrik Laboratorium Mesin Fluida Departemen
Teknik Sistem Perkapalan yang berada di panel MSB utama. Pastikan posisi
saklar berada diatas.
Gambar 4. 14 Saklar Utama
27
2. Menyalakan MCB untuk suplai listrik cold storage yang terdapat pada panel
MSB utama. Pastikan posisi MCB berada diatas.
Gambar 4. 15 Saklar MCB Cold Storage
3. Membuka panel MSB cold storage yang berada disamping cold storage dan
menyalakan MCB sehingga posisi saklar berada diatas.
4. Menyalakan cold storage dengan cara memutar on-off switch dari posisi 1
menuju posisi 2 hingga indikator LCD menyala dan menunjukkan temperatur
di dalam cold storage.
B. Mengatur Temperatur Cold Storage
1. Menekan tombol “SET” hingga muncul tulisan SET pada layar LCD.
2. Menekan tombol “SET” sekali lagi hingga muncul angka temperatur yang
diinginkan.
3. Mengatur temperatur dengan menekan tombol atas atau bawah.
4. Menekan tombol “FNC” hingga layar menunjukkan temperatur di dalam cold
storage.
C. Mematikan Cold Storage
1. Mematikan cold storage dengan memutar on-off switch dari posisi 2 menuju
posisi 1.
2. Mematikan seluruh saklar yang berada di MSB cold storage hingga posisi
saklar berada di bawah, kemudian kunci kembali.
3. Mematikan MCB cold storage yang berada di panel MSB utama hingga
posisi MCB ke bawah.
4. Matikan saklar utama MSB, pastikan saklar pada posisi bawah.
28
4.2.4 Jenis Percobaan
1. Percobaan menggunakan es dan ikan perbandingan massa 1:2. Massa es dan ikan
1,25 kg dan 2,5 kg. Variasi PCM yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg.
2. Percobaan menggunakan es dan ikan perbandingan massa 1:1. Massa es dan ikan
2,5 kg dan 2,5 kg. Variasi PCM yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
3. Percobaan menggunakan es dan ikan perbandingan massa 2:1. Massa es dan ikan
5 kg dan 2,5 kg. Variasi PCM yaitu tanpa PCM, 0,5 kg, 1 kg dan 1,5 kg
4.3 Data Hasil Percobaan
4.3.1 Percobaan Perbandingan Massa Es dan Ikan 1:2
a. Tanpa PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 1 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 Tanpa PCM
Grafik 4.1 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
tanpa PCM dengan variasi es dan ikan 1:2. Terlihat bahwa temperatur udara di dalam
cool box mengalami sedikit penurunan, kemudian mengalami kenaikan yang cukup
stabil. Temperatur rata-rata udara cool box yaitu 18,60C dengan temperatur rata-rata
udara luar 250C. Pengamatan temperatur pada permukaan ikan terlihat terus
mengalami peningkatan. Temperatur paling rendah 90C dengan rata-rata 140C.
Temperatur di dalam cool box mengalami peningkatan disebabkan oleh panas yang
berasal dari ikan dan masuknya panas dari luar akibat beban transmisi, sehingga
temperatur meningkat.
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
per
atu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:2 Tanpa PCM
Permukaan Ikan Udara Coolbox Udara Luar
29
b. 0,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 2 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 0,5 kg PCM
Grafik 4.2 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:2 dengan penambahan PCM sebesar 0,5 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box terus mengalami kenaikan selama pengamatan
berlangsung. Temperatur rata-rata udara dalam yaitu 16,30C dengan temperatur udara
luar sebesar 300C. Pengamatan temperatur pada daging ikan terlihat terjadi penurunan
hingga 40C, lalu terjadi kenaikan yang cukup besar hingga 100C dari titik terendah.
Media pendingin menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam cool box
sehingga terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Penambahan PCM
membuat pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami
peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di
dalam menjadi lebih dingin. peningkatan temperatur di dalam cool box disebabkan
oleh beban dari ikan dan panas dari luar akibat beban transmisi.
30
c. 1 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan selama 10 jam dengan pengambilan data temperatur oleh
data logger tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 3 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 1 kg PCM
Grafik 4.3 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:2 dengan penambahan PCM sebesar 1 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box terus mengalami kenaikan selama pengamatan
berlangsung. Temperatur rata-rata udara dalam yaitu 18,20C dengan temperatur udara
luar sebesar 300C. Pengamatan temperatur pada daging ikan terlihat terjadi penurunan
temperatur hingga menit ke 20 dengan titik terendah yaitu 40C lalu terjadi
peningkatan. Temperatur permukaan ikan terlihat konstan kemudian terjadi
peningkatan. Media pendingin menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam
cool box sehingga terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Penambahan PCM
membuat pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami
peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga sehingga
temperatur di dalam menjadi lebih dingin. peningkatan temperatur di dalam cool box
disebabkan oleh beban dari ikan dan panas dari luar akibat beban transmisi.
.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
0 100 200 300 400 500 600
Tem
per
atu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:2 dengan 1 kg PCM
Udara Coolbox Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan
31
d. 1,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 4 Perbandingan Es dan Ikan 1:2 dengan 1,5 kg PCM
Grafik 4.4 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:2 dengan penambahan PCM sebesar 1,5 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box turun hingga 110C, lalu mengalami kenaikan
selama pengamatan berlangsung. Temperatur rata-rata udara dalam yaitu 160C
dengan temperatur udara luar sebesar 270C. Pengamatan temperatur pada daging ikan
terlihat terjadi penurunan. Temperatur cenderung konstan pada menit 200 sampai
300, kemudian terjadi peningkatan temperatur hingga pengamatan selama 530 menit.
Temperatur permukaan ikan terjadi peningkatan selama pengamatan. Media
pendingin menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam cool box sehingga
terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Peningkatan temperatur di dalam
cool box disebabkan oleh beban dari ikan dan panas dari luar akibat beban transmisi.
Penambahan PCM membuat pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur
PCM mengalami peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box
sehingga sehingga temperatur di dalam menjadi lebih dingin.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
per
atu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:2 dengan 1,5 kg PCM
Udara Coolbox Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan
32
4.3.2 Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 1:1
a. Tanpa PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 5 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 Tanpa PCM
Grafik 4.5 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
tanpa PCM dengan variasi es dan ikan 1:1. Terlihat bahwa temperatur udara di dalam
cool box mengalami penurunan, kemudian stabil setelah pada temperatur rata-rata
150C dengan temperatur rata-rata udara luar 240C. Es mendinginkan udara di dalam
cool box sehingga terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Pengamatan
temperatur pada permukaan ikan terlihat stabil pada 1,50C selama 250 menit.
Kemudian mengalami peningkatan sampai pengamatan selama 600 menit.
Temperatur permukaan ikan mengalami peningkatan disebabkan oleh panas yang
berasal dari ikan didinginkan oleh es, sehingga temperatur meningkat. Masuknya
panas dari luar akibat beban transmisi juga membuat temperatur ikan meningkat.
Penggunaan es yang lebih banyak membuat temperatur udara dan permukaan ikan
lebih stabil, karena media pendingin lebih banyak.
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
per
atu
r (o
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:1 Tanpa PCM
Udara Coolbox Udara Luar Permukaan Ikan
33
b. 0,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 6 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 0,5 kg PCM
Grafik 4.6 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:1 dengan penambahan PCM sebesar 0,5 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box turun hingga 11,50C, kemudian mengalami
kenaikan selama pengamatan berlangsung secara stabil. Temperatur rata-rata udara
dalam yang dicapai yaitu 140C dengan temperatur udara luar sebesar 260C.
Pengamatan temperatur pada daging ikan terlihat terjadi penurunan kemudian stabil
dan sedikit terjadi kenaikan temperatur. Peningkatan temperatur di dalam cool box
disebabkan oleh beban dari ikan dan panas dari luar akibat beban transmisi. Media
pendingin menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam cool box sehingga
terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Penambahan PCM membuat
pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami peningkatan.
PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di dalam menjadi
lebih dingin.
34
c. 1 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 7 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 1 kg PCM
Grafik 4.7 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:1 dengan penambahan PCM sebesar 1 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box turun hingga 110C, kemudian mengalami
kenaikan selama pengamatan berlangsung secara stabil. Temperatur rata-rata udara
dalam yang dicapai yaitu 13,20C dengan temperatur udara luar sebesar 250C.
Pengamatan temperatur pada daging ikan terlihat terjadi penurunan hingga menit ke-
333, kemudian cenderung konstan pada 20C sampai pengamatan selama 600 menit.
Temperatur permukaan ikan terlihat konstan pada -1oC. Media pendingin
menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam cool box sehingga terjadi
perbedaan temperatur dengan udara luar. Penambahan PCM membuat pendinginan
menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami peningkatan. PCM menyerap
panas yang berada di cool box sehingga temperatur di dalam menjadi lebih dingin.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
pe
ratu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:1 dengan 1 kg PCM
Udara Coolbox Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan
35
d. 1,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 8 Perbandingan Es dan Ikan 1:1 dengan 1,5 kg PCM
Grafik 4.8 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 1:1 dengan penambahan PCM sebesar 1,5 kg. Terlihat bahwa
temperatur udara di dalam cool box turun hingga 60C, kemudian terus mengalami
kenaikan. Temperatur rata-rata udara dalam yang dicapai yaitu 11,40C dengan
temperatur udara luar sebesar 250C. Pengamatan temperatur pada daging ikan terlihat
terjadi penurunan temperatur selama 250 menit, kemudian konstan pada 1,50C sampai
pengamatan selama 600 menit. Temperatur permukaan ikan terlihat konstan pada
-0,5oC. Media pendingin menurunkan temperatur ikan maupun udara di dalam cool
box sehingga terjadi perbedaan temperatur dengan udara luar. Penambahan PCM
membuat pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami
peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di
dalam menjadi lebih dingin dan cenderung konstan.
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600Tem
pe
ratu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 1:1 dengan 1,5 kg PCM
Udara Coolbox Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan
36
4.3.3 Percobaan Perbandingan Es dan Ikan 2:1
a. Tanpa PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 9 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 Tanpa PCM
Grafik 4.9 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
tanpa PCM dengan variasi es dan ikan 2:1. Berdasarkan grafik, temperatur udara di
dalam cool box mengalami penurunan lalu konstan pada 13 0C dan tidak mengalami
kenaikan bahkan sampai pengamatan selama 600 menit dengan udara luar sebesar 23 0C. Terdapat selisih antara temperatur udara dalam dan luar dikarenakan es
mendinginkan udara di dalam cool box sehingga udara dalam lebih rendah.
Pengukuran temperatur pada permukaan ikan terlihat konstan sekitar 1,50C. Terjadi
sedikit peningkatan namun tidak terlalu signifikan sampai pengamatan selama 600
menit. Masuknya panas dari luar akibat beban transmisi juga membuat temperatur di
dalam cool box sedikit meningkat. Penggunaan es yang lebih banyak membuat
temperatur udara dan permukaan ikan lebih stabil, karena media pendingin lebih
banyak.
0
5
10
15
20
25
0 100 200 300 400 500 600
Tem
per
atu
r (o
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 2:1 Tanpa PCM
Permukaan Ikan Udara Coolbox Udara Luar
37
b. 0,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 10 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 0,5 kg PCM
Grafik 4.10 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 2:1 dengan penambahan PCM sebesar 0,5 kg. Berdasarkan grafik,
temperatur udara di dalam cool box mengalami penurunan dengan titik terendah 9 0C
kemudian mengalami kenaikan hingga 120C sampai pengamatan menit ke-600
dengan rata-rata udara luar 290C. Terdapat selisih antara temperatur udara dalam dan
luar dikarenakan es dan PCM mendinginkan udara di dalam cool box sehingga
temperatur lebih rendah. Pengukuran temperatur pada daging ikan terlihat terus
mengalami penurunan. Bahkan pengamatan selama 600 menit temperatur cenderung
mengalami penurunan. Media pendingin berupa es dan PCM bekerja dengan baik dan
terus mendinginkan ruangan maupun ikan. Penambahan PCM membuat pendinginan
menjadi lebih baik. Terlihat temperatur PCM mengalami peningkatan, PCM
menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di dalam meningkat.
38
c. 1 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 11 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 1 kg PCM
Grafik 4.11 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 2:1 dengan penambahan PCM sebesar 1 kg. Berdasarkan grafik,
temperatur udara di dalam cool box mengalami penurunan hingga 11 0C kemudian
mengalami kenaikan sebesar 40C sampai pengamatan menit ke-600 dengan rata-rata
udara luar 26,50C. Terdapat selisih antara temperatur udara dalam dan luar
dikarenakan es dan PCM mendinginkan udara di dalam cool box sehingga temperatur
lebih rendah. Pengukuran temperatur pada daging ikan terlihat terus mengalami
penurunan. Bahkan pengamatan selama 600 menit temperatur cenderung mengalami
penurunan. Temperatur permukaan ikan konstan pada temperatur 0,50C.
menunjukkan bahwa media pendingin berupa es dan PCM masih tetap bekerja
dengan baik dan terus mendinginkan ruangan maupun ikan. Penambahan PCM
membuat pendinginan menjadi lebih baik. Terlihat temperatur PCM mengalami
peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di
dalam meningkat.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
pe
ratu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 2:1 dengan 1 kg PCM
Udara Coolbox Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan
39
d. 1,5 kg PCM
Percobaan dilakukan dengan mengamati temperatur beberapa titik di dalam cool
box. Pengamatan dilakukan dengan pengambilan data temperatur oleh data logger
tiap lima detik. Berikut adalah grafik hasil percobaan:
Grafik 4. 12 Perbandingan Es dan Ikan 2:1 dengan 1,5 kg PCM
Grafik 4.12 menunjukkan perbandingan temperatur terhadap waktu percobaan
variasi es dan ikan 2:1 dengan penambahan PCM sebesar 1,5 kg. Berdasarkan grafik,
temperatur udara di dalam cool box mengalami penurunan hingga 5 0C kemudian
mengalami kenaikan 70C sampai pengamatan selama 600 menit dengan rata-rata
udara luar 25 0C. Terdapat selisih cukup besar antara temperatur udara dalam dan
luar dikarenakan es dan PCM mendinginkan udara di dalam cool box . Pengukuran
temperatur pada daging ikan terlihat terus mengalami penurunan dan konstan di 10C
setelah 425 menit. Temperatur permukaan ikan konstan pada temperatur -0,50C.
Menunjukkan bahwa media pendingin berupa es dan PCM masih tetap bekerja
dengan baik dan terus mendinginkan ruangan maupun ikan. Penambahan PCM
membuat pendinginan menjadi lebih baik, terlihat temperatur PCM mengalami
peningkatan. PCM menyerap panas yang berada di cool box sehingga temperatur di
dalam meningkat.
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 100 200 300 400 500 600
Tem
pe
ratu
r (0
C)
Waktu (menit)
Es dan Ikan 2:1 dengan 1,5 kg PCM
Udara Luar Daging Ikan PCM Permukaan Ikan Udara Coolbox
40
4.3.4 Analisa Kinerja
Kinerja pendinginan dapat dinilai dari seberapa cepat untuk mendinginkan ikan
sampai temperatur 50C dan seberapa lama dapat mempertahankan temperatur antara 0-
50C. Menurut Panai, Sulistijowati, & Dali (2013), bahwa kecepatan untuk menurunkan
temperatur ikan menjadi faktor penting dalam hal pendinginan. Penyimpanan ikan segar
yang baik menurut SNI 01-2729.3-2006-tentang penanganan ikan segar adalah dibawah
50C. Hasil percobaan pengamatan pada daging ikan dapat dilihat sebagai berikut:
1. Percobaan perbandingan es dan ikan 1:2
Terjadi perpindahan panas dari media pendingin menuju ke ikan dan udara
dalam. Berdasarkan grafik 4.13, temperatur pemukaan ikan percobaan tanpa
PCM yang langsung bersentuhan dengan es mengalami kenaikan yang cukup
drastis. Pengamatan pertama menunjukkan temperatur awal yakni 100C, hal
ini terjadi karena tidak semua permukaan ikan tertutupi oleh es, sehingga
temperatur pengukuran tidak merata. Kenaikan temperatur dari pengukuran
awal hingga akhir terjadi kenaikan sebesar 80C.
Grafik 4. 13 Temperatur Ikan Perbandingan 1:2
Percobaan dengan PCM sebesar 0,5 kg membutuhkan waktu selama 80 menit
untuk mendinginkan temperatur ikan menjadi 50C . Temperatur terendah ikan
yaitu 40C pada menit ke 100 sampai 125. Temperatur ikan mampu bertahan
dibawah 50C selama 100 menit dan mulai mengalami kenaikan pada menit ke
130. Temperatur akhir percobaan adalah 13,10C.
41
Percobaan dengan PCM sebesar 1 kg membutuhkan waktu selama 25 menit
untuk mendinginkan temperatur ikan menjadi 50C, lebih cepat dari PCM 0,5 kg
dan 1,5 kg. Temperatur terendah ikan yaitu 3,50C pada menit ke 190 sampai
225. Temperatur ikan mampu bertahan dibawah 50C selama 275 menit dan
mulai mengalami kenaikan pada menit ke 260. Temperatur akhir percobaan
adalah 120C.
Percobaan dengan PCM sebesar 1,5 kg membutuhkan waktu selama 95 menit
untuk mendinginkan temperatur ikan menjadi 50C. Temperatur terendah ikan
yaitu 1,80C pada menit ke 190 sampai 225. Temperatur ikan mampu bertahan
dibawah 50C selama 330 menit. Temperatur akhir pengamatan bertahan pada
7,60C.
2. Percobaan perbandingan es dan ikan 1:1
Pengukuran temperatur awal permukaan ikan percobaan tanpa PCM
menunjukkan nilai 1,50C. Grafik 4.14 menunjukkan temperatur terlihat
konstan hingga menit 350 mulai terjadi kenaikan. Temperatur ikan
mengalami penurunan sampai temperatur sama dengan permukaan. Hal ini
terjadi karena adanya proses perpindahan panas antara dari ikan menuju
media pendingin. Jumlah es yang lebih banyak membuat temperatur
permukaan lebih rendah. Kenaikan temperatur dari pengukuran awal hingga
akhir terjadi kenaikan sebesar 50C.
Grafik 4. 14 Temperatur Ikan Perbandingan 1:1
42
Pada percobaan dengan variasi PCM 0,5 kg, waktu yang dibutuhkan
mendinginkan daging ikan mencapai temperatur 50C adalah 115 menit.
Temperatur terendah adalah 1,80C. Es dan PCM mampu mempertahankan
temperatur ikan dibawah 50C secara konstan selama 485 menit. Pada menit
ke 300 temperatur mengalami sedikit kenaikan, terlihat pada grafik 4.14.
Temperatur akhir yang dicapai adalah 4,30C.
Pada percobaan dengan variasi PCM 1 kg, waktu yang dibutuhkan
mendinginkan daging ikan mencapai temperatur 50C adalah 130 menit.
Temperatur terendah adalah 10C. Es dan PCM mampu mempertahankan
temperatur ikan dibawah 50C secara konstan selama 470 menit. Hingga akhir
pengamatan dilakukan tidak terjadi kenaikan temperatur yang signifikan,
terlihat pada grafik 4.14. Temperatur akhir yang dicapai adalah 2,10C.
Pada percobaan dengan variasi PCM 1,5 kg, waktu yang dibutuhkan
mendinginkan daging ikan mencapai temperatur 50C adalah 100 menit.
Temperatur terendah adalah 0,50C. Es dan PCM mampu mempertahankan
temperatur ikan dibawah 50C secara konstan selama 500 menit. Hingga akhir
pengamatan dilakukan tidak terjadi kenaikan temperatur yang signifikan,
terlihat pada grafik 4.14. Temperatur akhir yang dicapai adalah 1,10C.
3. Percobaan perbandingan es dan ikan 2:1
Pengukuran temperatur awal permukaan ikan percobaan tanpa PCM
menunjukkan nilai 10C. Menurut grafik 4.15 temperatur terlihat konstan
bahkan sampai akhir pengamatan. Hal ini terjadi karena adanya proses
perpindahan panas antara dari ikan menuju media pendingin. Tidak terjadi
kenaikan yang signifikan dikarenakan jumlah es yang lebih banyak dari ikan
sehingga panas yang bisa diturunkan jauh lebih banyak. Kenaikan temperatur
dari pengukuran awal hingga akhir terjadi kenaikan hanya sebesar 10C.
Berdasarkan grafik 4.15, percobaan dengan jumlah PCM sebesar 0,5 kg
mampu mendinginkan daging ikan menjadi 50C selama 125 menit.
Temperatur terendah di dalam kotak yaitu 10C. Temperatur ikan bertahan
dibawah 50C secara konstan selama 475 menit. Terjadi penurunan
temperatur secara stabil hingga akhir pengamatan dan tidak terjadi kenaikan
selama pengamatan. Temperatur akhir percobaan adalah 1,50C.
Berdasarkan grafik 4.15, percobaan dengan jumlah PCM sebesar 1 kg mampu
mendinginkan daging ikan menjadi 50C selama 200 menit. Temperatur
terendah di dalam kotak yaitu 30C. Temperatur ikan bertahan dibawah 50C
secara konstan selama 400 menit. Terjadi penurunan temperatur secara stabil
hingga akhir pengamatan dan tidak terjadi kenaikan selama pengamatan.
Temperatur akhir percobaan adalah 30C.
43
Berdasarkan grafik 4.15, percobaan dengan jumlah PCM sebesar 1,5 kg
mampu mendinginkan daging ikan menjadi 50C selama 130 menit.
Temperatur terendah di dalam kotak yaitu -0,50C. Temperatur ikan bertahan
dibawah 50C secara konstan selama 470 menit. Terjadi penurunan
temperatur secara stabil hingga akhir pengamatan dan tidak terjadi kenaikan
selama pengamatan. Temperatur akhir percobaan adalah 10C.
Grafik 4. 15 Temperatur Ikan Perbandingan 2:1
Kombinasi yang bisa mempertahankan temperatur dibawah 50C dengan waktu
yang paling lama, dan jumlah es dan PCM paling sedikit yaitu perbandingan es dan
ikan 1:1 dengan penambahan PCM 1,5 kg. Dapat diketahui bahwa dengan adanya
penambahan jumlah PCM dalam cool box maka temperatur lebih rendah dan waktu
pendinginan efektif menjadi lebih lama. Hal yang sama juga dikemukakan oleh
Taufiqurrahman (2016), bahwa semakin banyak PCM yang dipakai maka temperatur
rendah dapat dijaga lebih lama. Selain itu dengan jumlah es lebih banyak dan bentuk
yang kecil membuat temperatur cenderung baik dan konstan karena luas permukaan
ikan yang terkena es lebih besar.
4.3.5 Analisa Ekonomi
a. Kebutuhan Media Pendingin
Percobaan pada penelitian ini berupa model ruang muat dengan skala
laboratorium. Perlu dihitung jumlah kebutuhan media pendingin dan beban apabila
diterapkan pada kapal ikan. Ukuran utama kapal ikan yang dipakai sebagai berikut:
44
Panjang Keseluruhan (LOA) : 10 meter
Lebar Maksimal (Bmaks) : 1,2 meter
Tinggi Geladak (H) : 0,9 meter
Sarat Air (T) : 0,4 meter
Kapasitas Maksimal Muatan : 500 kg
Volume Palka : 1,5 m3
Perhitungan berdasarkan perbandingan antara variasi percobaan dengan muatan
maksimal kapal. Berdasarkan hasil percobaan, kinerja terbaik dengan media
pendingin paling sedikit adalah variasi es dan ikan 1:1 dan 1,5 kg PCM. Diasumsikan
bahwa kondisi saat percoban sama dengan kondisi apabila diaplikasikan pada kapal
ikan sesungguhnya. Perhitungan beban dan media pendingin sebagai berikut:
Perbandingan massa es, ikan, PCM adalah 2,5kg:2,5kg:1,5kg sehingga
perbandingannya menjadi 1:1:0,6
Massa Es
mes =
=
mes = 192,3 kg
Massa Ikan
mikan =
mikan =
mikan = 192,3 kg
Massa PCM
mPCM =
mPCM =
mPCM = 115,4 kg
b. Biaya Operasional
Biaya operasional berupa biaya yang dikeluarkan untuk proses charging PCM
dan biaya pembelian es. Proses charging dilakukan untuk membekukan PCM yang
dilakukan di sebuah mesin pendingin. Akan dihitung daya yang dibutuhkan oleh
kompresor mesin pendingin dan biaya listrik berdasarkan daya, dan biaya pembelian
es batu disesuaikan dengan muatan kapal sesungguhnya yaitu beban ikan 192,3 kg, es
1
2,6 x muatan maks
1
2,6 x 500
1
2,6 x 500
1
2,6 x muatan maks
0,2
2,6 x 500
1
2,6 x muatan maks
45
192,3 kg dan PCM 115,4 kg . Perhitungan daya kompresor berdasarkan asumsi siklus
refrigerasi ideal. Berikut perhitungan biaya operasional:
Perhitungan Laju Aliran Massa Refrigerant.
Untuk menghitung daya dari kompresor mesin pendingin, perlu dicari
beberapa data besaran yang nantinya akan dihitung berdasarkan rumus
yang ada. Dibawah ini data yang bisa didapatkan dari spesifikasi dan
pembacaan sensor ukur pada mesin pendingin:
Data Refrigerant
Tipe : R 404 A
T (evap) : -18 0C
T (discharge) : 60 0C
Low Pressure : 0.414 bar
High Pressure : 15,85 bar
Dari data tersebut diketahui tekanan rendah dan tinggi refrigeran untuk
mencari nilai entalpi sistem. Caranya yaitu dengan membaca dari P-h
diagram refrigeran R404A seperti tampak pada gambar 4.16. Dari hasil
pembacaan diagram, didapatkan nilai entalpi sistem sebagai berikut:
h1 : 331,2 kJ/kg
h2 : 410,4 kJ/kg
h3 : 258,4 kJ/kg
h4 : 258,4 kJ/kg
Gambar 4. 16 Diagram P-h Refrigeran 404A
46
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝 = 0.0099 (410,4 − 331,2)
Beban yang akan didinginkan yaitu PCM dengan massa 115,4 kg,
perrhitungannya adalah :
Setelah diketahui parameter perhitungan, selanjutnya mencari nilai laju
aliran masa refrigerant R404 A.
𝑚 ̇ 𝑟𝑒𝑓 = 0,0099 𝑘𝑔/𝑠
Perhitungan Kebutuhan Daya Kompressor
Perhitungan untuk mencari daya kompressor sebagai berikut.
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝 = �̇�𝑟𝑒𝑓 ( ℎ2 − ℎ1 )
Biaya Listrik
Perhitungan biaya kebutuhan listrik berasal dari daya penggunaan mesin
pendingin. PCM akan didinginkan selama delapan jam dalam sehari. Tarif
dasar listrik yang dipakai adalah golongan 1300VA-5000VA sebesar Rp
1467,28 per kWh. Perhitungan sebagai berikut:
Biaya listrik = total kW x lama pemakaian x tarif listrik
= 0,784 x 8 x 1467,28
= Rp 9.202 sekali charging PCM
Biaya Pembelian Es
Selain biaya untuk proses charging PCM pada mesin pendingin, biaya untuk
membeli es juga diperlukan untuksebagai operasional untuk pendingin. Es yang
biasa dibeli dalam bentuk balok 25 kg. total kebutuhan es yaitu 192,3 kg,
sehingga membutuhkan delapan balok es. Perhitungannya sebagai berikut:
𝑄𝐿 = �̇�𝑟𝑒𝑓 ( ℎ1 − ℎ4 )
�̇�𝑟𝑒𝑓 =
𝑄𝐿
( ℎ1 − ℎ4 )
�̇�𝑟𝑒𝑓 =
0,721
331,2 − 258,4
𝑊𝑐𝑜𝑚𝑝 = 0,784 𝐾𝑊
𝑄𝐿 = 𝑚 𝑥 𝐿
= 115,4 𝑋 180
= 20772 𝑘𝐽
= 721 𝑤𝑎𝑡𝑡
= 0,721 𝑘𝑊
47
Biaya es = jumlah es yang dibutuhkan × harga es
= 8 × 25000
= Rp 200.000 sekali melaut
Biaya Operasional Total
Biaya operasional total charging PCM dan pembelian es apabila digunakan
pada kapal ikan sesungguhnya tampak pada tabel 4.1. Biaya total operasional
yang dikeluarkan untuk sekali melaut adalah Rp 209.202.
Tabel 4.1 Biaya Total Operasional
Pengeluaran Satuan Jumlah Biaya listrik per
satuan Biaya Total
Charging
PCM
0,784
kW 6,272 kwh Rp 1.467,28/kwh Rp 9.202
Pembelian
Es 192 kg 200 kg Rp 25.000/25 kg Rp 200.000
Rp 209.202
48
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisa hasil percobaan pada penelitian tugas akhir ini, maka
didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
1. Jumlah ikan, es dan PCM mempengaruhi pendinginan. Semakin banyak
jumlah PCM yang ditambahkan, maka pendinginan menjadi lebih baik.
Jumlah panas yang diserap lebih banyak sehingga pendinginan mejadi lebih
lama dan stabil. Terlihat terjadi perubahan dan perbedaan temperatur apabila
divariasikan jumlah dari es, ikan dan PCM.
2. Kinerja pendinginan model ruang muat apabila ditambah PCM mengalami
peningkatan antara lain:
a. Percobaan yang menghasilkan kinerja terbaik dengan jumlah es dan PCM
paling sedikit yaitu pada perbandingan es dan ikan 1:1 dengan
penambahan 1,5 kg PCM. Temperatur terendah yang dicapai adalah 10C,
untuk mencapai temperatur 50C pada daging ikan membutuhkan waktu
100 menit dan dapat bertahan selama 500 menit. Temperatur terendah ikan
pada perbandingan es dan ikan 1:1 dengan jumlah tanpa PCM, 0.5 kg, 1
kg dan 1.5 kg PCM berturut-turut yaitu 20C, 1,80C, 10C dan 0,50C. Setelah
hasil percobaan diketahui, maka dihitung kebutuhan beban pendingin dan
biaya operasional apabila digunakan pada kapal ikan sesungguhnya
b. Kebutuhan jumlah es, ikan dan PCM apabila digunakan pada kapal ikan
dengan kapasitas 500 kg berturut-turut adalah 192,3 kg, 192,3 kg dan
115,4 kg. perhitungan berdasarkan pada kapasitas maksimal kapal
dibanding variasi percobaan dengan kinerja terbaik.
c. Biaya operasional dihitung dari daya yang dipakai untuk charging PCM
dan juga biaya untuk membeli es balok. Daya yang digunakan oleh mesin
pendingin untuk charging PCM sebesar 0,784 kW dan membutuhkan
biaya Rp 9.202. Sedangkan biaya untuk kebutuhan es adalah Rp 200.000
dalam sekali melaut.
5.2 Saran
Setelah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan Phase Change
Material pada model ruang muat, terdapat kekurangan dan evaluasi aselama
penelitian berlangsung. Berikut beberapa saran dari penulis untuk pengembangan
penelitian selanjutnya agar lebih baik:
1. Melakukan percobaan pada cool box dengan mengisi penuh beban dan
media pendingin agar hasil yang didapat mendekati palka kapal
sesungguhnya.
2. Menggunakan jenis Phase Change Material yang memiliki harga lebih
murah dan mudah didapatkan.
3. Pemilihan jenis Phase Change Material harus disesuaikan antara temperatur
kerja PCM dengan temperatur pendinginan.
50
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
51
DAFTAR PUSTAKA
Kementrian Kelautan & Perikanan Republik Indonesia. (2016). Retrieved Desember
26, 2017, from Perbandingan Trend Jumlah Kapal Ikan Menurun dan
Produksi Perikanan Meningkat Stabil:
http://kkp.go.id/2016/10/06/perbandingan-trend-jumlah-kapal-ikan-menurun-
dan-produksi-perikanan-meningkat-stabil/
Ali, M., & Kurniawan, R. (2013, Janu). Kaji Eksperimental Konduktivitas Termal
Isolator dari Serbuk Batang Kelapa Sawit. Jurnal Desiminasi Teknologi, 1,
59-68.
Furkanudin, F., Amiruddin, W., & Budi S, A. W. (2014). Desain Palka Kapal Ikan
yang Efisien Guna Melayani Kebutuhan Pelayaran di Daerah Zona Ekonomi
Eksklusif. Jurnal Teknik Perkapalan, 2(2).
Haryowidagdo, H. (2017). Kajian Teknis dan Ekonomis Perancangan Reefer
Container Berbasis Teknologi Phase Change MAterial untuk Aplikasi di
Kapal. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Holman, J. P. (2010). Heat Transfer (10th ed.). New York: McGraw-Hill Companies,
Inc.
Janarko, Y. D. (2017). Analisa Kinerja Phase Change Material Dengan Wadah
Berbahan Logam Untuk Reefer Container. Surabaya: Institut Teknologi
Sepuluh Nopember.
Panai, A. S., Sulistijowati, R., & Dali, F. A. (2013). Penentuan Perbandingan Es-
curah dan Ikan Nike (Awaous melanocephalus) Segar dalam Cool-box
Berinsulasi terhadap Mutu Organoleptik dan Mikrobiologis selama
Pemasaran. Nike: Jurnal Ilmiah Perikanan dan Kealutan, 1, 59-64.
Prasetya, C. (2006). Perencanaan Radiator Dua Kipas pada Cool box dengan Media
Es Kering. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Pudjiastuti, W., Hendartini, Supeni, G., & Listyarini, A. (2011). Penelitian
Menggunakan Cold Roll Cox (CRB) dengan Phase Change Materials
(PCMs) untuk Mempertahankan Kesegaran Produk Pertanian. Jurnal Kimia
dan Kemasan, 33(2), 179-182.
SOCACIU, L. G. (2012). Thermal Energy Storage with Phase Change Material.
Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies(20), 75-98.
Susanti, M. T., & Purba, P. (2008). Rancang Bangun Kotak Penyimpan Ikan
Berinsulasi untuk Mempertahankan Kualitas Ikan dengan Proses Pendinginan
52
serta Aplikasinya pada Ikan Tongkol (Auxis Thazard). Jurnal TEKNIK,
29(2), 143-147.
Suranaya Pandit, I G. et al. Pengaruh Penyiangan Dan Suhu Penyimpanan Terhadap
Mutu Kimiawi, Mikrobiologis Dan Organoleptik Ikan Tongkol (Auxis
tharzard, Lac). Indonesian Journal Of Biomedical Sciences, [S.l.], nov. 2012.
ISSN 2302-2906. Available at:
<https://ojs.unud.ac.id/index.php/ijbs/article/view/3663>. Date accessed: 27
december 2017
Sutterlin, W. R. (2014, November 28). Retrieved Januari 10, 2018, from A Brief
Comparison of Ice Packs, Salts, Paraffins and Vegetable-derived Phase
Change Materials:
http://www.puretemp.com/_literature_131067/A_brief_comparison_of_ice_p
acks,_salts,_paraffins_and_vegetable-derived_PCMs
Taufiqurrahman. (2016). Analisa Kinerja Phase Change Material Organik Sebagai
Pendingin Alternatif Cold Storage. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh
Nopember.
53
LAMPIRAN 1 : Tabel Hasil Percobaan
a. Tabel Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:2 tanpa PCM
Waktu (Menit) Udara Cool box Udara Luar Permukaan Ikan
1 17.94614 25.21173 9.600952
20 17.33044 24.81921 10.90695
40 17.32141 24.86829 11.61096
60 17.6124 25.03464 12.05331
80 17.48395 24.99106 12.35202
100 17.60999 25.12689 12.57535
120 17.54672 25.05182 12.78391
140 17.61926 25.25858 13.01578
160 17.87695 25.39667 13.29898
180 17.98688 25.62045 13.55176
200 18.03903 25.45544 13.6792
220 18.05017 25.38257 13.96069
240 18.0087 25.15201 13.9819
260 18.14539 25.26193 14.22968
280 18.45181 25.51401 14.62701
300 18.55548 25.60602 14.80853
320 18.77719 25.63715 15.10632
340 18.83237 25.57935 15.25986
360 18.88007 25.38254 15.3862
380 18.98645 25.45993 15.61295
400 19.18185 25.51175 15.93628
420 19.20566 25.26483 16.05924
440 19.42947 25.52658 16.36969
460 19.55368 25.1167 16.49027
480 19.67212 25.18054 16.74558
500 19.95667 25.29974 17.1055
520 20.14624 25.33847 17.35422
540 20.29153 25.07669 17.57758
560 20.59946 25.29904 17.96301
577.8333 20.83411 25.51654 18.28137
54
b. Tabel Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:1 tanpa PCM
Waktu (menit) Udara Cool box Udara Luar Permukaan Ikan
1 18.04932 26.22037 1.425659
20 15.07987 25.18344 1.17865
40 14.9014 24.66354 1.148224
60 14.89298 24.49472 1.128326
80 14.94803 24.3382 1.101624
100 14.95419 24.21198 1.108124
120 14.89996 24.20947 1.087677
140 14.92194 24.00601 1.105408
160 15.04895 24.21002 1.072723
180 15.35489 24.60135 1.124298
200 15.55551 24.8793 1.153564
220 15.35767 24.71256 1.134186
240 15.40799 24.66196 1.141052
260 15.35806 24.66104 1.228668
280 15.30145 24.55194 1.457306
300 15.43866 24.57541 1.521301
320 15.44171 24.53842 1.640381
340 15.34961 24.33728 2.043518
360 15.4603 24.27725 2.256287
380 15.62109 24.36234 2.480103
400 15.61603 24.58218 2.714508
420 15.62021 24.6673 3.085083
440 15.77216 24.74936 3.018066
460 15.74924 24.57202 3.316895
480 15.49768 24.00626 3.920258
500 15.44342 23.82275 4.375
520 15.63849 23.8783 4.515045
540 15.69437 23.9512 4.810974
560 15.75851 24.172 3.952106
580 15.78703 24.15238 4.08517
600 15.86783 24.33316 6.751282
55
c. Tabel Percobaan Variasi Es dan Ikan 2:1 tanpa PCM
Waktu (menit) Udara Cool box Udara Luar Permukaan Ikan
1 15.14105 23.97897 1.596313
20 12.33084 22.32864 1.161743
40 12.58914 22.50229 0.907806
60 12.52802 22.30539 0.92569
80 12.56967 22.35837 0.944305
100 12.59226 22.3468 0.953918
120 12.64221 22.90292 0.924835
140 12.75552 22.92539 0.940765
160 12.81595 23.02145 0.961456
180 12.8898 23.29019 0.941223
200 12.9733 22.84558 1.046906
220 12.90045 22.68698 1.027374
240 12.94287 22.84537 1.035553
260 13.02582 22.89493 1.003387
280 13.05203 23.11188 1.068054
300 12.96814 22.60574 1.093445
320 12.91644 22.52197 1.136536
340 12.96652 22.98578 1.114685
360 12.9986 22.69711 1.145569
380 13.02182 22.90073 1.172302
400 12.95697 22.789 1.215881
420 12.97791 22.37817 1.251434
440 13.11429 22.51019 1.283661
460 12.99835 22.49979 1.392914
480 13.01199 22.43802 1.410309
500 13.13055 22.79507 1.455292
520 13.11099 22.54489 1.522034
540 13.00195 22.45898 1.554016
560 12.87317 22.32809 1.56897
580 12.86688 22.30832 1.649902
600 12.80524 22.24042 1.730438
56
d. Tabel Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:2 dengan 0,5 kg PCM
Waktu (menit) Udara Cool box Udara Luar PCM Daging Ikan
1 11.10971 27.94208 -11.4052 20.0000
20 13.04746 29.20062 -6.81815 16.15000
40 13.57016 30.15161 -5.18616 11.1432
60 13.89362 30.27667 -4.30679 8.789
80 14.02481 30.75208 -3.57471 6.4693
100 14.09439 30.89417 -3.10089 4.8934
120 14.13208 30.63513 -3.19736 4.1300
140 14.52802 30.95136 -3.16974 4.2490
160 14.68024 30.70874 -3.2738 4.8411
180 14.92514 30.91226 -1.02957 5.0413
200 15.12643 30.20001 -0.8241 5.4513
220 15.36618 30.26862 -0.02765 5.7606
240 15.65064 30.34064 2.034241 6.3471
260 15.75473 29.6586 3.988983 7.0074
280 16.05026 30.15479 5.701172 8.2224
300 16.24396 29.72052 7.151276 8.5076
320 16.29157 29.48813 8.127838 9.4346
340 16.52365 29.60257 9.012482 9.7715
360 16.69797 29.08902 9.848389 10.4107
380 16.8898 29.18628 10.48422 10.7625
400 17.0741 29.20926 11.06979 11.646
420 17.05393 28.92792 11.37393 12.1072
440 17.21857 28.01907 11.79196 12.2578
460 17.43286 28.64505 12.21063 12.2590
480 17.50363 28.37054 12.59076 12.3213
500 17.71353 27.83423 12.96204 12.3734
520 18.04465 28.48358 13.39011 12.7511
540 18.47754 28.4675 13.8273 13.4378
560 18.72403 28.76871 14.25797 13.5533
580 18.97296 28.49835 14.58255 13.6400
600 19.25516 28.9053 14.9036 13.6511
57
e. Tabel Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:1 dengan 0,5 kg PCM
Waktu (menit) Udara Cool box Udara Luar PCM Ikan
1 12.8801 26.30798 -9.14685 21.96289
20 11.47028 25.12997 -7.16153 11.0138
60 12.29645 24.76117 -4.93405 7.4024
80 12.53449 24.92999 -4.3147 6.7452
100 12.70001 25.08566 -3.90036 5.9224
120 12.91309 25.26215 -3.52307 4.1275
140 13.09067 25.44257 -3.33829 3.8673
160 13.30246 25.51245 -2.92331 2.5356
180 13.45664 25.67026 -2.84561 2.0225
200 13.55096 25.79755 -1.63669 2.1266
220 13.66751 25.85983 -1.10584 2.1946
240 13.85553 25.98953 -0.58246 2.2392
260 13.93817 26.06738 -0.01804 2.4494
280 14.05249 26.15433 0.570129 1.9815
300 14.18875 26.22943 2.025299 2.3666
320 14.26025 26.29562 3.537842 2.2971
340 14.37061 26.37256 4.787933 2.7727
360 14.49817 26.40033 5.702423 2.5548
380 14.55512 26.34143 4.560181 3.0211
400 14.62412 26.33838 5.509979 3.8794
420 14.69775 26.2966 6.770416 4.1489
440 14.7572 26.38843 7.575958 3.9346
460 14.85761 26.35791 8.18866 3.8179
480 14.88562 26.43231 8.646088 3.9980
500 14.98761 26.33353 8.9935 4.1777
520 15.0686 26.17584 9.287659 4.0589
540 15.17181 26.55685 9.506134 4.1557
560 15.25809 26.64349 9.713165 4.3446
580 15.35452 26.72165 9.912201 4.3364
600 15.48267 26.80283 10.11301 4.3013
58
f. Percobaan Variasi Es dan Ikan 2:1 dengan 0,5 kg PCM
Waktu (menit) Udara Cool box Udara Luar Daging Ikan PCM
1 22.16544 29.70038 16.5610 -15.9059
20 8.862762 30.806 7.9102 -11.4659
40 8.845032 30.07657 6.6782 -9.79819
60 9.100128 29.81473 5.6201 -8.68289
80 9.159424 29.64166 5.2572 -7.88733
100 9.621857 29.58624 4.6524 -7.31018
120 9.749084 29.60321 3.9753 -6.88278
140 9.697662 29.18036 3.5939 -6.53122
160 9.861084 29.19705 3.2735 -6.25559
180 9.988068 29.2272 3.0812 -6.00369
200 10.12097 29.25955 2.9491 -5.77112
220 10.27704 29.34723 2.7475 -5.60358
240 10.48486 29.20154 26130 -5.36404
260 10.57809 29.28333 2.4767 -5.14264
280 10.70337 29.23276 2.2991 -4.99377
300 10.7634 29.0741 2.2192 -4.8718
320 10.86887 29.04443 2.1125 -4.7023
340 10.95923 28.99353 2.0224 -4.48502
360 11.06876 28.96304 1.9446 -2.53952
380 11.12921 28.94443 1.8847 -1.82327
400 11.14703 28.85001 1.8379 -1.87549
420 11.15167 28.78671 1.8234 -1.01382
440 11.15402 28.75613 1.7207 -0.64941
460 11.12506 28.34677 1.7236 -0.55759
480 11.09677 27.8779 1.6869 -0.35129
500 11.2973 28.06482 1.6212 0.017303
520 11.45487 28.19345 1.5670 0.440613
540 11.51971 28.18741 1.4939 0.897888
560 11.59201 28.23987 1.5257 1.303589
580 11.79227 28.34793 1.4670 1.595642
600 11.83591 28.5773 1.3123 1.873627
59
g. Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:2 dengan 1 kg PCM
Waktu
(menit)
Udara
Cool box
Udara
Luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
1 15.32843 29.39175 17.96695 -9.86041 -1.31924
20 14.06299 28.74881 4.56723 -6.16455 -0.39267
40 15.25079 29.28314 4.051727 -4.07654 0.465271
60 16.05048 29.39566 3.835449 -2.88458 1.042633
70 16.18115 29.27445 3.753326 -2.5069 1.178223
80 16.30087 29.26965 3.562775 -2.21933 1.21637
100 16.44272 30.27365 3.3638 -1.83591 1.217987
120 16.50336 29.80893 3.536285 -1.50586 1.330536
140 16.88779 29.85904 3.30899 -1.27258 1.245789
160 17.00851 30.58502 3.236511 -1.22501 1.08139
180 17.14996 29.91608 3.215698 -0.74039 1.274048
200 17.35806 29.63324 3.279388 -0.42566 1.409576
220 17.64737 29.56125 3.277039 0.033813 1.440857
240 17.96042 29.92572 3.441833 0.524567 1.472626
260 18.22208 30.3782 3.429413 0.801117 1.394226
280 18.50082 29.72806 3.807281 1.123871 1.462982
300 18.51331 29.57617 4.077911 1.375641 1.26767
320 18.75296 29.694 4.682343 2.404327 1.304962
340 18.97144 29.53723 5.009796 3.902435 1.256195
360 19.1749 29.55661 5.416504 6.443146 1.204102
380 19.32236 29.10288 5.788483 8.252716 1.000031
400 19.67151 29.48059 6.623474 9.926758 0.986328
420 20.3371 29.4014 7.515503 11.56955 1.349457
440 20.46454 29.3794 8.819244 12.53116 9.477386
460 20.76904 29.07034 9.796509 13.32962 10.74124
480 21.22897 29.2208 10.87695 13.97952 11.78192
500 21.45111 29.37192 11.5986 14.49649 12.42456
520 21.7825 29.60092 12.32455 14.96982 13.1517
533.75 22.60577 29.90125 13.17172 15.77127 14.1131
60
h. Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:1 dengan 1 kg PCM
Waktu
(menit)
Udara
Cool box
Udara
Luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
1 24.65781 27.69672 18.78705 -6.50018 17.18765
20 10.75324 25.82224 16.56528 -6.23038 -0.88355
40 11.03952 26.23425 12.94418 -5.26532 -0.65122
60 11.48328 26.05054 10.27921 -4.6597 -0.5434
80 11.65613 26.36258 8.112 -4.39517 -0.80603
100 11.7822 26.38806 6.625549 -4.11777 -0.26993
120 11.80957 25.73074 5.424988 -3.91965 -1.07227
140 11.97067 25.97122 4.676971 -3.44782 -1.0766
160 12.09665 26.4491 3.941589 -3.26422 -1.09299
180 12.08945 25.78174 3.111237 -3.60284 -1.37463
200 12.5358 25.82657 2.841736 -2.59982 -1.19754
220 12.95917 25.78342 2.679504 -2.25424 -1.06397
240 13.00092 25.7637 2.295593 -2.16873 -1.22992
260 13.10623 26.22278 2.153107 -1.93985 -1.21549
280 13.19611 26.03503 1.77298 -1.76785 -1.34186
300 13.52771 26.28507 1.920746 -1.37381 -1.25656
320 13.45309 25.54047 1.699493 -1.00726 -1.32703
340 13.51621 24.92175 1.601349 -0.69098 -1.26444
360 13.14407 24.50409 1.107819 -0.80243 -1.61511
380 13.11249 24.36401 1.045197 0.0849 -1.65582
400 13.93259 24.98492 1.764679 1.922791 -0.99399
440 14.21472 24.94693 1.629028 3.879211 -1.02463
480 14.4711 24.64575 1.534637 4.978882 -1.08194
500 14.28641 24.4751 1.252045 5.118561 -1.34644
520 14.93002 25.05963 1.627777 5.896698 -0.87326
560 14.73697 24.45148 1.563171 6.142975 -1.21497
580 14.92438 24.61325 1.72641 6.473419 -1.14343
600 15.01074 24.16998 2.069061 6.708313 -1.27423
61
i. Percobaan Variasi Es dan Ikan 2:1 dengan 1 kg PCM
Waktu
(menit)
Udara
Cool box
Udara
Luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
21.21845 27.87186 20.26929 -8.20807 13.80469
1 11.11975 26.78418 17.32498 -6.81778 -0.45966
40 12.41571 27.11874 13.47006 -4.81744 0.382996
60 13.14856 27.63202 11.40186 -3.65375 0.858887
80 13.04657 27.55377 8.968811 -3.32703 0.718231
100 13.24387 27.35931 8.541077 -2.88355 0.828003
120 13.30255 27.23236 6.795349 -2.57031 0.768433
140 13.24124 27.00073 6.737549 -2.3212 0.684296
160 13.47308 26.94501 6.517639 -1.90106 0.866547
180 13.71872 27.02814 5.52597 -1.23544 0.905151
200 13.61127 26.82062 5.770752 -0.78613 0.768829
220 13.79514 26.69794 5.224335 -0.15128 0.733765
240 13.9397 26.64731 4.875641 -1.02759 0.682098
260 14.15619 26.60053 5.010101 -0.10855 0.682892
280 14.42487 26.61911 4.519104 0.158234 0.799225
300 14.37418 26.35269 4.995087 0.246521 0.802155
320 14.58966 26.30374 4.579712 0.439392 0.851196
340 14.61527 26.25803 4.096771 0.638367 0.755341
360 14.93115 26.38232 4.039703 0.79538 0.885986
380 14.99719 26.09174 3.781769 1.170807 0.838837
400 14.96353 26.26004 3.967346 1.552551 0.848022
420 14.832 25.86487 3.690613 1.774902 0.610046
440 14.9379 26.07999 3.753784 2.850861 0.656769
460 15.25464 26.30313 4.039795 3.647461 0.911499
480 15.44534 26.28381 3.739838 4.155396 0.90921
500 15.32355 25.99222 3.520569 4.371185 0.786194
520 15.33569 26.06986 3.314606 4.585693 0.745819
540 15.29999 25.93536 4.041534 4.69809 0.70813
560 15.38522 25.94836 3.168854 4.988831 0.726898
580 15.40375 25.94995 3.522583 5.064362 0.663544
600 15.54181 26.19327 3.392151 5.306122 0.813416
62
j. Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:2 dengan 1,5 kg PCM
Waktu Udara
Cool box
Udara
Luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
1 12.08688 27.19196 20.22253 -10.7701 0.84903
20 12.21045 26.25104 11.04111 -5.46762 2.436768
40 12.86841 26.59549 8.404938 -3.89063 2.753357
60 13.34833 26.92523 7.21109 -2.65436 3.067566
80 13.58575 27.01343 5.859619 -1.0993 3.148987
100 13.86716 27.27124 4.875519 -1.67392 3.230988
120 14.09311 27.38718 4.042999 -1.72437 3.342438
140 14.3223 27.18927 3.689575 -1.2627 3.552795
160 14.51083 27.19992 3.055817 -1.07663 3.704712
180 15.11075 28.43359 2.25 -1.46429 3.636902
200 15.42807 28.61517 1.934875 -1.43192 3.914032
220 15.21478 27.34915 1.912384 -1.26782 4.219177
240 15.70279 27.55273 2.325439 -0.59222 5.004791
260 15.95203 27.73425 2.272827 -0.37836 5.464752
280 16.15942 27.68002 2.416351 -0.12698 5.888855
300 16.4711 27.60843 2.470551 0.299133 6.117432
320 16.81253 28.02643 2.685059 2.467834 6.73761
340 17.12601 27.66034 2.777283 4.487488 7.987793
360 17.48618 27.68335 3.234528 6.15918 8.556671
380 17.72238 27.50095 3.342316 7.420349 9.136536
400 18.09692 27.72272 4.041901 8.617004 9.796722
420 18.00342 27.58005 4.449005 9.122192 10.03909
440 18.00531 27.32016 4.803619 9.748169 9.565247
460 18.2547 27.37827 5.427185 10.34818 9.25592
480 18.55582 27.3476 6.045685 11.08438 6.643829
500 18.89215 27.56152 6.714722 11.67734 7.541901
525.5 19.43625 27.8956 7.616852 12.64502 8.81958
63
k. Percobaan Variasi Es dan Ikan 1:1 dengan 1,5 kg PCM
Waktu
(menit)
Udara
Cool box
Udara
luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
1 19.60214 27.3071 23.56848 -8.5321 -2.05133
20 6.286194 26.23547 10.7981 -6.65155 -1.00522
40 6.815643 26.10547 8.173889 -5.3895 -0.86981
60 7.917847 26.89746 6.792694 -4.74121 -1.03119
80 8.937012 26.67621 5.926178 -4.11438 -0.78723
100 9.055237 26.73706 5.052429 -3.77307 -0.85461
120 9.315552 26.58441 4.454498 -3.32953 -0.76263
140 9.529236 26.42847 3.995209 -2.31052 -0.67658
160 9.333771 27.22861 3.081238 -2.62048 -0.9744
180 9.960968 26.43414 2.984192 -1.82678 -0.63715
200 9.644226 26.47308 2.294952 -2.09497 -1.14142
220 9.400085 26.13651 1.512329 -2.24139 -1.33856
240 9.793884 25.70926 1.532043 -1.95609 -1.24197
260 10.26486 25.67828 1.549011 -1.79062 -1.10645
280 10.57202 25.79788 1.253418 -1.73291 -1.13925
300 10.92773 25.41574 1.254395 -1.51312 -1.0336
320 11.45233 25.8316 1.204681 -1.12323 -0.88583
340 11.92526 26.20035 1.133392 -0.74463 -0.94235
360 11.85974 25.59723 0.503357 -1.04059 -1.45898
380 12.62473 25.70761 0.861511 -0.34177 -1.1127
400 13.3017 25.81726 0.955658 1.317352 -0.85623
420 13.85562 26.08093 1.175964 2.944641 -0.49088
440 14.39438 25.78232 1.229004 4.14505 -0.35303
460 14.53989 25.8187 1.331787 4.934418 -0.32278
480 14.7858 25.79163 1.118713 5.640167 -0.36093
500 14.89542 25.80014 1.208435 5.980713 -0.36252
520 14.7095 25.47672 1.047607 6.152496 -0.62427
540 15.17609 25.69162 1.430389 6.879303 -0.28064
560 14.8201 25.03641 0.887695 6.72348 -0.75525
580 14.77023 24.85477 0.894867 6.913666 -0.8595
600 15.08014 25.33215 1.181427 7.400787 -0.67981
64
l. Percobaan Variasi Es dan Ikan 2:1 dengan 1,5 kg PCM
Waktu
(menit)
Udara
Cool box
Udara
Luar
Daging
Ikan PCM Permukaan
1 15.24051 26.44016 21.38663 -13.1603 -2.20593
20 5.901245 25.11176 10.64014 -8.32739 -1.2959
40 6.831757 25.20874 8.852051 -6.50595 -1.01022
60 7.299591 25.28931 7.516022 -5.68045 -1.04889
80 8.151398 26.10126 7.024445 -4.67685 -0.52365
100 8.248138 25.59647 6.064728 -4.47211 -0.65778
120 8.535339 25.97223 5.391357 -4.16083 -0.66394
140 8.517944 25.88666 4.550049 -4.05188 -0.76645
160 8.802887 25.89401 4.165802 -3.59436 -0.50781
180 8.832916 25.61511 3.674744 -3.43051 -0.60361
200 8.924225 25.81763 3.251312 -3.00897 -0.45981
220 9.059235 25.85849 3.134644 -2.48041 -0.38733
240 9.322479 25.69 2.834778 -1.86298 -0.34882
260 9.271881 25.48831 2.398254 -1.51321 -0.59219
280 9.859833 25.55426 2.549286 -1.29422 -0.30676
300 9.864014 25.06198 2.171051 -1.43872 -0.48499
320 9.894775 24.79794 1.729645 -1.72662 -0.76828
340 10.21359 24.93149 1.926514 -1.51025 -0.63562
360 10.26999 24.76856 1.621277 -1.75726 -0.79761
380 10.35693 24.60773 1.463684 -1.88391 -0.90701
400 10.51788 24.44644 1.293854 -1.83106 -0.88391
420 10.52512 24.11713 1.150421 -1.9512 -0.99683
440 10.78354 24.32373 1.142365 -1.82938 -0.99966
460 10.83643 24.09793 1.063232 -1.73627 -1.03073
480 10.89127 23.73554 0.92514 -1.5896 -1.12149
500 11.50192 24.28342 1.489868 -0.80716 -0.63348
520 11.85388 24.1243 1.752991 0.182831 -0.39359
540 11.9744 24.08905 1.59726 0.542542 -0.38342
560 11.89768 24.13562 1.587433 0.791351 -0.52542
580 11.91541 23.86981 1.277283 1.125366 -0.66495
600 12.12933 23.88889 1.45871 1.651154 -0.48877
65
LAMPIRAN 2 : Spesifikasi PCM
66
LAMPIRAN 3 : Dokumentasi Percobaan
67
TENTANG PENULIS
Penulis bernama lengkap Alief Jaisyul. Lahir di
Surabaya, Jawa Timur pada tanggal 17 November 1995.
Penulis telah menyelesaikan pendidikan formal di SD
Integral Luqman Al-Hakim Surabaya, SMP Luqman Al-
Hakim Surabaya, SMA Negeri 1 Surabaya, dan
melanjutkan pendidikan tinggi di Departemen Teknik
Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya.
Penulis pernah menjalankan kerja praktek di PT Dumas
Tanjung Perak Shipyards pada divisi Quality
Assurance-Quality Control dan PT Pembangkitan Jawa-
Bali (PJB) UP Cirata pada divisi pemeliharaan mesin.
Di luar aktivitas akademik, penulis pernah terlibat
dalam kegiatan dan organisasi kemahasiswaan seperti
staff pengembangan sumber daya mahasiswa HIMASISKAL FTK-ITS 2015,
kepanitiaan Marine Icon 2014-2016, kakak pendamping Generasi Integralistik
(GERIGI) 2016. Penulis bergabung menjadi anggota Laboratorium Marine
Machinery and Fluid (MMS) Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS dan
menjadi asisten lab untuk praktikum mata kuliah mesin fluida.
Alief Jaisyul Usrah
Departemen Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS
68
“Halaman ini sengaja dikosongkan”
Top Related