PENANGANAN IKAN DI KAPALThursday, November 07, 2013Penanganan
Hasil Perikanan,Pengolahan Hasil PerikananNo commentsProduk
perikanan merupakan salah satu jenis pangan yang perlu mendapat
perhatian terkait dengan keamanan pangan. Mengingat di satu sisi,
Indonesia merupakan negara maritim terbesar di Asia Tenggara
sehingga sektor perikanan memegang peranan penting dalam
perekonomian nasional. Terutama dalam penyediaan lapangan kerja,
sumber pendapatan nelayan dan sumber devisa negara. Selain itu,
produk perikanan juga merupakan sumber protein hewani yang
dibutuhkan oleh manusia. Namun di sisi lain, produk perikanan dapat
menjadi media perantara bagi bakteri patogen dan parasit yang dapat
menginfeksi manusia.
Penanganan ikan di atas kapal adalah segala upaya terhadap hasil
tangkapan di kapal mulai dari tindakan awal sampai dengan
penyimpanan yang bertujuan menjaga mutu ikan sesuai dengan standar
yang diinginkan. Mutu ikan tidak dapat diperbaiki tetapi hanya
dapat dipertahankan. Kerusakan atau penurunan mutu ikan dapat
terjadi segera setelah ikan mengalami kematian, peristiwa ini
terjadi karena mekanisme pertahanan normal ikan terhenti setelah
ikan mengalami kematian. Adapun penyebab kerusakan ikan adalah
bakteri, ensim dan reaksi kimia yang terdapat didalam tubuh ikan
maupun lingkungan dimana ikan berada. Untuk menjaga mutu ikan hasil
tangkapan, maka perlu penanganan yang baik sejak ikan diangkat dari
alat tangkap, selama penyimpanan, dan pembongkarannya, sehingga
ikan dapat sampai dikonsumen dengan mutu yang baik dan aman untuk
dikonsumsi.
PENANGANAN IKAN DIATAS DEKLantai geladak dan setiap alat yang di
pakai dalam penanganan ikan segar harus di bersihkan sebelum di
pakai. Setelah dinaikkan ke kapal, jika keadaan memungkinkan ikan
segera disiangi (dikeluarkan isi perut dan insangnya) kemudian
dicuci bersih dengan air laut. Umumnya penyiangan hanya di lakukan
terhadap ikan-ikan yang berukuran besar; ikan-ikan kecil seperti
lemuru dan kembung tidak praktis untuk di siangi di kapal.Pencucian
dilakukan dengan menggunakan air laut. Sisa-sisa darah dan
sisa-sisa isi perut dihilangkan, demikian pula lendir-lendir yang
ada. Selanjutnya jika keadaan memungkinkan, ikan disortir menurut
jenis dan ukurannya dan masing-masing disimpan di palka secara
terpisah, baik didalam peti-peti maupun menggunakan rak yang
terpisah.
Pencucian Ikan Hasil Tangkapan
Selama bekerja di geladak, ikan perlu di lindungi dari sinar
matahari dan hujan, misalnya dengan memasang tenda. Ikan yang
bertumpuk banyak karena menunggu disiangi dapat di tutup dengan
terpal basah. Geladak harus di cuci bersih setelah pekerjaan
pencucican ikan selesai sebelum hasil tangkapan yang lain dinaikkan
ke kapal.
PENYIMPANAN DI PALKAPalkah untuk menyimpan ikan segar harus
dibersihkan sebelum dimasuki ikan. Pekerjaan mengangkut ikan ke
dalam palka harus dilakukan dengan hati-hati agar tidak melukai
ikan; melemparkan atau menuangkan ikan kedalam palkah atau
menginjak ikan adalah praktek yang tidak baik.Penyusunan ikan di
palka dapat dilakukan dengan 4 cara, yaitu dengan menimbun
(bulking), dengan bersusun lapis menggunakan rak / sekat datar
(shelfving), dengan menggunakan peti-peti (boxing), dan dengan
merendam ikan di dalam air dingin.
Penampang Palka Pada Kapal Ikan
A. Menimbun Ikan di Palka (Bulking)Yang dimaksud dengan menimbun
ialah menumpuk ikan di lantai palka tanpa menggunakan penyekat
datar atau peti. Cara ini pada umumnya dilakukan dikapal ikan yang
kecil dan palkanya rendah. Dasar palka terlebih dahulu dilapisi es
setebal +15 cm (atau lebih tebal jika dinding palka tidak
diisolasi). Ikan ditumpuk di atas lapisan es itu setebal 10-12 cm;
di atasnya diberi lapisan es lagi, kemudian lapisan ikan; demikian
seterusnya sampai tingginya cukup; lapisan paling atas adalah
lapisan es.Tinggi timbunan ikan sebaiknya tidak melebihi 60 cm.
Penimbuanan yang lebih tinggi lagi dapat merusak ikan pada lapisan
yang di bawah, karena menerima tekanan yang cukup besar. Biasanya
setiap 1 ton ikan yang disimpan di palka dengan cara penimbunan
memerlukan ruang palka yang bervolume 2- 2,5 m3
Penyimpanan Ikan Dalam Palka Dengan Cara Menimbun
B. Menyimpan Bersusun Lapis (Shelfing)Cara penyimpanan ini
umumnya di lakukan di kapal ikan yang palkanya cukup besar dengan
tinggi palka >140 cm. Palka disiapkan dengan konstruksi khusus:
di lengkapi dengan rak-rak vertikal dan horisontal yang hidup
(dapat di lepas). Sekat-sekat vertikal berjarak 1 meter atau
kurang, sedangkan sekat-sekat horisontal berjarak 20-35 cm.
Biasanya rak-rak itu disusun membujur, di sisi kiri dan kanan,
sedang ditengah-tengahnya dipakai sebagai lorong. Ikan disusun di
atas rak-rak horisontal dengan diselimuti es. Ikan yang besar di
susun membujur.
Pemakaian rak-rak di palka ini dapat menghasilkan ikan yang
lebih baik karena ikan tidak terlalu banyak menerima tekanan,
tetapi diperlukan penanganan yang lebih banyak dan di perlukan
ruangan yang lebih besar. Tiap 1 ton ikan memerlukan ruang palkah
3-4,5 m3 tergantung dari ukuran ikan.
C. Menyimpan Ikan Di Palka Dengan Peti (Boxing)Peti untuk
menyimpan ikan di kapal umumnya dibuat dari kayu atau plastik yang
dirancang dengan ukuran yang disesuaikan dengan kemampuan manusia
setempat, yaitu 20-30 kg. Ukuran yang labih besar dirancang untuk
diangkut oleh 2 orang. Peti dari plastik lebih mudah dibersihkan.
Peti kayu hendaknya dibuat dari papan yang diserut halus dan dengan
sudut-sudut yang mudah di bersihkan.
Cool BoxYang Ditempatkan di Kapal
Ikan di susun di dalam peti dengan di campur dan di selimuti es.
Karena peti-peti itu akan di tumpuk di palka, maka pengisian ikan
/es tidak boleh melebihi permukaan peti agar ikan tidak tertekan
peti diatasnya. Dengan cara penyimpanan ini, tiap 1 ton ikan
memerlukan ruang palka 2,5 - 3 m3.
D. Merendam Ikan Dalam Air DinginPalka ikan dibangun berupa
tangki-tangki khusus untuk menampung air laut yang di dinginkan.
Ikan direndam di dalam tangki-tangki tersebut sampai saat dibongkar
di pelabuhan. Jika dilakukan dengan baik, cara ini menghasilkan
ikan dengan mutu yang lebih baik; pendinginan berlangsung lebih
cepat, ikan tidak menerima tekanan. Ikan-ikan besar seperti tuna
dan ikan-ikan kecil seperti lemuru dan kembung dapat diperlakukan
dengan cara ini.
Air laut didinginkan dengan mesin pendingin yang sudah mulai
dijalankan sejak kapal meninggalkan pelabuhan menuju daerah
penangkapan, dengan maksud agar air sudah cukup dingin pada waktu
hasil tangkapan pertama dinaikkan. Sering kali tangki-tangki diisi
dengan sejumlah es sebelum kapal meninggalkan pelabuhan.
Description:
OPTIMASI PENGGANTIAN FLUIDA KERJA FREON-22 DENGAN HIDROKARBON
PADA SISTEM PENDINGIN RUANG MUAT KAPALIKAN (STUDI KASUS KM. MINA
JAYA KAPAL IKAN 512GT)
Optimasi penggantian fluida kerja (refrigeran) Freon-22 pada
sistem pendingin ruang muat kapal ikan dilakukan untuk pemilihan
terhadap refrigeran hidrokarbon berkenaan dengan usaha untuk
mengurangi dampak kerusakan lingkungan yang diakibatkan penggunaan
refrigeran halocarbon (R-22). Penelitian ini dilakukan dengan
analisa termodinamika sehingga ditemukan secara teknis bahwa
refrigeran hidrokarbon murni R-290 (dan dengan hidrokarbon campuran
MC-22 dan HCR-22) memiliki sifat teknis yang lebih baik ditentukan
dengan koefisien prestasi (COP) yang lebih tinggi yaitu sekitar
3,00 3,25 lebih baik dari R-22 yaitu 2,09 , analisa secara ekonomi
di peroleh hasil bahwa penggantian dengan refrigeran hidrokarbon
dapat menghemat sekitar 40% jumlah refrigeran yang digunakan
sekaligus juga dapat memperpanjang umur kompresor dikarenakan
pengurangan kegiatan kerja lebih/paksa pada kompresor. Penelitian
ini juga telah dilakukan analisa terhadap sifat flammability
(kemampuan terbakar) refrigeran Hidrokarbon dimana prosedur kerja
dan standar penggunaan refrigeran ini harus dilakukan oleh pihak
yang berkompeten dan berpengalaman. Hasil dari penelitian ini
disarankan untuk dijadikan acuan sebagai bahan pertimbangan dalam
penggantian/penggunaan refrigeran hidrokarbon pada sistem pendingin
ruang muat kapal ikan ataupun ruang muat kapal-kapal lainnya
1. Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc2. Dr. Lahar Baliwangi, ST., M
Figure 67Proposed layout and flow plan for 800 kg/h medium and
small shrimp processing plant
Figure 68Flow chart for processing medium and small shrimp
scale ~ 1 : 100
Figure 69Proposed layout and flow plan for 2 t/day hand-peeling
shrimp processing plant
Figure 70Flow chart for processing large shrimp
Figure 71Flow chart for whole fish freezing
Figure 72Proposed layout for whole fish freezing
PERANCANGAN SISTEM PENDINGIN IKAN PADA KAPAL NELAYAN DENGAN
KAPASITAS 2 TON
Wiwik YuningsihSource:OAIABSTRACTLuasnya lautan di Negara
Indonesia membuat sebagian besar penduduk sekitar pantai memilih
hidup sebagai nelayan. Ikan adalah termasuk komoditi yang tidak
tahan lama dan mudah rusak jika ditempatkan diruang yang terbuka.
Penyebab kerusakan diantaranya adalah aktifitas mikroorganisme dan
bakteri yang ada dalam daging ikan tersebut, dimana pada suhu kamar
bakteri dan mikroorganisme dapat berkembangbiak dengan cepat. Oleh
karena itu para nelayan selalu membawa es untuk digunakan
mendinginkan ikan tersebut agar tetap segar paling tidak hasil
tangkapan tersebut masih bagus dan segar sampai ke TPI (Tempat
Pelelangan Ikan) untuk dijual. Cara ini kadangkala tidak efektif
dan efisian karena untuk membawa es dibutuhkan waktu yang lama (12
jam) sehingga es cepat mencair. salah satu cara untuk
mempertahankan mutu dan kesegaran ikan dapat dilakukan dengan
menerapkan teknologi refrigerasi yaitu dengan menurunkan suhu ikan
secepat mungkin agar aktifitas bakteri pembusuk dapat terhambat.
Dan atas dasar itulah penulis mengambil judul tugas Perancangan
Sistem Pendingin Ikan Pada Kapal Nelayan Dengan Kapasitas 2 Ton
yang digunakan untuk mendinginkan ikan hasil tangkapan. Adapun
tujuan perencanaan ini adalah untuk mendapatkan desain dari
refrigerator yang berbentuk box untuk mendinginkan ikan hasil
tangkapan dan untuk mengetahui dimensi komponen mesin refrigerator
yang berbentuk box pendingin dengan kapasitas 2 ton. Dalam
Perancangan Sistem Pendingin Ikan Pada Kapal Nelayan Dengan
Kapasitas 2 Ton dengan data sebagai berikut: Sistim refrigerasi
adalah Vapor Compression Refrigeration Sistem., Data ruang
pendingin untuk panjang = 2 m, lebar = 1,5 m, tinggi = 1 m,
temperatur luar ruangan 27 C, temperatur dalam ruangan -2 C, bahan
ruangan = bahan dinding Aluminium ditempel penyekat, bahan pelapis
kayu keras dan fiber glass, Aluminium ditempel penyekat,
refrigerant yang digunakan adalah R-22, dimana data kompresor
adalah: jenis kompresor torak, beban pendinginan = 70,776 kW , daya
kompresor = 1,68 kW. Jenis Kondensor tabung berpendingin air,
susunan pipa horizontal, bahan pipa tembaga tipe-K, diameter luar
pipa = 0,0095 m, diameter dalam pipa = 0,0078 m tebal pipa =
0,00089 m, jumlah pipa 42, panjang pipa 2,49 m, luas permukaan
panas = 3,12 m2.Untuk evaporator jenis evaporator kering Susunan
pipa, staggered (zig-zag), bahan pipa tembaga tipe-K, diameter luar
pipa = 0,0095,diamiameter dalam pipa = 0,0078 m, tebal pipa =
0,00089 m, jumblah pipa 42, panjang pipa = 11,11 m, luas permukaan
panas = 13,92 m2, untuk katup ekspansi yang digunakan adalah katup
termostatis.
Refrigeration is a process whereby heat is removed and rejected,
and this can be achieved by any of the following methods:Vapour
compressionVapour absorptionAir cycleThermoelectricThe most widely
used is the vapour compressions system and only in exceptional
circumstances would another method be contemplated in a modern fish
processing installation. Even applications which apparently do not
use this method, such as chilling with ice or freezing with a
cryogenic liquid, are indirect uses of the vapour compression
system, since such a system would have been used to make the ice or
liquify the gas.Vapour absorption is still used in some domestic
refrigerators and there has been a revival of interest in this
system for some commercial applications since it can be operated
from a waste heat source. The absorption system does not require
mechanical power, therefore, there is no requirement for an
electrical supply of direct drive engine. The only requirement is
an input of heat, therefore, this type of refrigeration system may
be considered for limited applications in situations where a heat
source is cheaper or more readily available than an electrical or
mechanical drive.The air cycle system is inherently safe and is now
almost exclusively used for cabin cooling in aircraft.The
thermoelectric cooling system is confined to use with applications
which require very small refrigeration effects, such as instrument
cooling and laboratory use.Other methods have been used, but they
either have not been suitable for commercial operations or have now
become obsolete for a variety of other reasons.Cryogenic
refrigeration, as mentioned above, is an indirect application of
the vapour compression system and liquid nitrogen and liquified or
solid carbon dioxide cryogenic systems have a limited application
in fish processing.A high purity fluorocarbon refrigerant, R12, is
also used in immersion or spray cooling systems, but again there is
only a limited use in the fishing industry.3.1.1.2
Refrigerants:Although there are a wide range of refrigerants
available, many have properties which suit them for special purpose
applications only. The refrigerants listed in Table 12 are those
commonly used in the fish industry. and a number of secondary
refrigerants, such as ethyl alcohol, methyl alcohol, glycol
solutions and salt/sugar solutions, have also a limited use.The
choice of refrigerant is usually based on technical requirements,
but other considerations, such as safety, high costs or import
controls, may result in a compromise choice being made.Table
12RefrigerantsDesignationChemical nameTrade names
PrimaryR12DichlorodifluoromethaneFreon 12, Arcton 12, Iceon
12
R22ChlorodifluoromethaneFreon 22, Arcton 22, Iceon 22
R502Azeotrope of R22 and R115 (Chloropentafluoroethane)Freon
502, Arcton 502, Iceon 502
R717Anhydrous ammonia
SecondaryCalcium chloride brine
Sodium chloride brine
TrichloroethyleneTriklone A(Triklone is a trade mark of INEOS
Chlor Limited)
The cost of refrigerants depends on the unit quantity (size of
cylinder) and the quantity (weight) ordered. The costs listed in
Table 13 are 1983 UK values for the quantities and unit containers
specified. Initial costs may also include an additional deposit for
the refrigerant containers.Many of the physical properties of a
refrigerant are important to the design engineer and this
information is now readily available in suppliers catalogues and in
text books. Only some of their attributes and likely applications
are, therefore, given in the following notes.i. Refrigerant 12has a
relatively low latent heat value and this is an advantage in small
machines since the higher flow rates required allow for better
control. R12 is usable down to lower temperatures, but below -29.8C
negative pressures will prevail on the low pressure side of the
system with potential problems resulting from leaks of air and
moisture. R12 is completely miscible with oil at all likely
operating temperatures, therefore, oil return systems are
relatively uncomplicated.
Figure 9Basic mechanical refrigeration systemRefrigeration is
therefore a continuous process with the refrigerant changing from
liquid to gas, to liquid, as heat is added and lost.Four basic
systems using mechanical refrigeration are used for fish freezing
and cold storage, and these are shown diagrammatically in Figures
10, 11, 12 and 13, with notes on the type of application where they
are likely to be used.i. Dry expansion system: Used in all the
small installations and in installations where there are not likely
to be problems with refrigeration distribution or the temperature
fluctuations induced by the cycling of the thermostatic expansion
valve.
Figure 10Dry expansion systemii. Flooded system with natural
circulation: The flooded system gives a better heat transfer than
the dry expansion system since there is more liquid present in the
cooler. A flooded system also ensures better refrigerant
distribution, therefore, they are appropriate when there are a
number of parallel circuits for the refrigerant flow.
The reservoir in a natural circulation system is situated above
the coolers, therefore, it is not suitable for widely separated
multiple units.
The most appropriate application likely in fish freezing is with
horizontal plate freezers which are single units with a number of
parallel circuits formed by the freezer plates.
Figure 11Diagram of natural convection flooded refrigeration
systemiii. Flooded system with pump circulation: Pump circulation
allows a flooded system to be used with its advantage in good heat
transfer and refrigerant distribution, in a multiple unit system
with the low-temperature liquid reservoir situated, if necessary,
away from the immediate vicinity of the coolers.
An example of this kind of application is a number of vertical
plate freezer units supplied from a common liquid receiver sited in
a separate engine room.
Figure 12Flooded refrigeration system with pump circulationiv.
Secondary refrigerant system: This has all the advantages of a
pump-circulated flooded system without the need to have a pipework
and cooler system suitable for the higher refrigerant pressures.
The system would therefore be appropriate when there is a high
potential for leaks such as on a fishing vessel. The primary
refrigerant is confined to the condenser unit and heat exchanger
only, and this may be located in a separate engine room.
A secondary system also avoids the potential problems that may
result from having a large charge of a volatile refrigerant in a
working space such as a factory floor or in a cold store (Figure
13).
Figure 13Diagram of secondary refrigeration system3.1.2.5
Refrigeration, instrumentation and controls:In order to regulate
the flow of refrigerant, maintain design operating conditions and
allow equipment to be operated safely and economically, a number of
controls are used with refrigeration systems.The complexity of a
control system usually relates to the size of the plant, ranging
from no more than a capillary throttling device to regulate
refrigerant flow in a small hermetic system to complex,
computer-based control systems for the more recently installed
large, multiple unit systems.Some of the controls used for the size
of plant more likely in the fishing industry are listed below. A
brief indication is given of the requirement. function. whether
spares are advisable and the likely cost.i. Pressure gaugesPressure
gauges are used to indicate plant-operating conditions and they are
therefore useful for routine inspections and, also, when
fault-finding. Gauges are normally positioned at the compressor to
indicate pressures on the high and low pressure sides of the system
with additional gauges, as necessary, to indicate the intermediate
pressure in a two-stage system and the delivery pressure of the
compressor lubricating oil pump. An additional gauge may be used in
a larger system to indicate the pressure at the evaporator and,
also, the pump delivery pressure when a secondary refrigerant is
used.To cover all these requirements, three different pressure
ranges may be required, and although they are not essential for the
plant operation, spares should be available since a reliable gauge
would help to reduce both operational and maintenance costs.The
cost of gauges will vary between US$ 5 and US$ 25.ii. Temperature
gaugesLike pressure gauges, temperature gauges, or pocket
thermometers, are used to monitor plant-operating conditions and to
assist with fault-finding. Thermometers used with the refrigeration
compressor are used to monitor temperatures at the same positions
as the refrigerant pressure gauges since both readings are normally
required to assess the plant-operating condition.Additional
temperature gauges are also helpful to measure cooling water
temperature, the temperature of a secondary refrigerant or the
temperature of a low pressure, primary refrigerant, liquid
reservoir.Dial gauges are also used to monitor the temperature in
air-blast freezers, but for cold stores a recording thermometer is
advisable since this information is often required for checking
later.Dial thermometers cost between US$ 15 and US$ 25.Steam
thermometers cost between US$ 3 and US$ 8.Circular chart recorders
cost about US$ 350.At least two temperature ranges are required to
cover all these requirements, and the availability of spares is not
normally critical since thermometers can usually be interchanged
without breaking into the system, or a hand-held thermometer, used
in an appropriate way, can be substituted.
Figure 19Pressure and temperature measurementiii. Refrigerant
flowControl of refrigerant flow is probably the most important
control to be exercized in a refrigeration system. The following
are four examples of control likely to be used:a. Hand expansion
valve: A valve which accurately controls the flow of refrigerant to
exactly match the refrigeration load. Hand expansion would only be
used when the refrigeration load is constant or the inertia of the
system means that changes would only be small and progress slowly;
a large cold store with constant attendance is the type of
application suited to this method.
Hand expansion valves are often fitted in parallel with other
control devices so that they can be manually operated in the case
of a failure. Cost US$ 30-60, depending on size.b. Thermostatic
expansion valve: This is an automatic device which gives a
modulated control of refrigerant flow and it is the most widely
used method with a variety of individual designs to suit particular
requirements. The valve senses pressure and temperature at the
evaporator and uses the information to supply only sufficient
liquid refrigerant to match the evaporator's requirement.
Thermostatic expansion valves (tev) are made in a wide range of
sizes and models and the following list will, therefore, only give
an approximate indication of the likely cost.US$ 15 for tev with
capacity of 1000 kcal/hUS$ 50 for tev with capacity of 9 000
kcal/hUS$ 135 for tev with capacity of 90 000 kcal/hUS$ 150 for tev
with capacity of 165 000 kcal/hA spare valve should always be
available, but the installation of a hand expansion by-pass can be
used for a short time in an emergency.c. Low side level control:
This can be a mechanical or electrical device which is used to
control the level of liquid in the low pressure receiver of a
flooded primary refrigerant system or the primary refrigerant level
in the heat exchanger of a secondary refrigeration system.
The level control is essential to the operation of the system,
therefore, a spare should be available or, depending on the type
used, spares for the more vulnerable parts should be held. Cost US$
200-350.d. High pressure level control: This is a mechanical or
electrical device which is designed to maintain a constant level in
a high-pressure liquid receiver. In a correctly charged flooded
system this will ensure the correct level of refrigerant in the
low-pressure receiver or heat exchanger. This type of control also
ensures that the condenser is always empty of liquid refrigerant
and thereby operates at its design capacity.iv. Safety
devicesSafety devices come into two categories: those for
protecting the equipment and those for the environment. Most small
units operate without safety devices since replacement costs are
low and irreparable damage less likely. Also, with smaller units,
simplicity is always desirable. Larger units, however, from about
20 hp and upwards, would have one or more of the following
devices:a. High pressure cut-out: This limits the pressure in the
condenser and other parts of the high pressure side of this system
thus avoiding the possibility of damage and overheating of the
refrigerant oil. Cost US$ 15-75.b. Low pressure cut-out: This
limits the minimum pressure at which the evaporator and other parts
of the low pressure side of the system operate. Low pressures can
be damaging to the machine and also give rise to excessive leakage
into the system when the pressure is unnecessarily operated below
atmospheric. Cost US$ 15-75.c. Oil pressure cut-out: This ensures
that the compressor is not operated if for some reason lubricating
oil is not being circulated at the required rate. Cost US$ 50-75.d.
Motor overload: This device can protect both the drive motor and
the refrigeration equipment if there is an excessively high load on
the compressor, a blockage or ceasure.v. Capacity controlCapacity
control of a refrigeration system can be achieved in many ways and
the following list gives some of the methods likely to be used in
fish freezing and cold storage:Off-loading of cylinders in a
multicylinder compressor .By-passing from de 1 i very to suction at
the compressorOn/off-cycling of the compressor by either a
temperature or pressure-sensing device,Speed control of the drive
motor either by electrical or mechanical means ,A qualified person
should be consulted on whether this requirement is necessary and on
the choice of method used.
Figure 20Batch air-blast freezer with side loading and
unloading
Figure 21Batch-continuous air-blast freezer with counterflow air
circulation
Figure 22Batch-continuous air-blast freezer with crossflow air
circulationThis allows the produce to be quickly loaded into the
freezer rather than have delays while waiting for full loads. The
number of trolleys and the loading interval are selected to ensure
that when the freezer is fully loaded a new trolley will be
exchanged with one which has been in for the necessary freezing
time and, thereafter, a one out and one in system is operated. This
loading arrangement also ensures that the refrigeration demand is
more uniformly spread than would be the case for a batch freezer
(Figure 23).A batch-continuous freezer layout and airflow
arrangement should be designed to ensure that a new load of warm
fish is not placed upstream of a partially frozen load.ii.
Trolleys, pallets, shelvesTrolleys are more mobile but take up more
space on the factory floor. Pallet loads can be moved directly from
the freezer to a cold store for temporary storage without the need
for taking expensive equipment out of service.Fixed shelves within
the freezer are not recommended since the freezer door must be left
open during loading. This may take a considerable time and result
in an unnecessary high ingress of heat and water vapour with the
air entering the freezer. With a fixed shelf arrangement some of
the air-blast freezer's versatility will also be lost.iii. In-line
or spiral continuous freezersSpiral freezers are designed to reduce
the floor space requirement of the freezer but they, in turn,
require a higher roof clearance and in some cases this may be
equally critical. Spiral freezers also tend to distort the shape of
some products due to the curvature of the belt path. In line
freezers have been built with a multi-belt operation in order to
reduce the floor space (Figure 26). Transfer of partially frozen
fish from one belt to another. however, may be difficult and result
in breakage or distortion of the product. This transfer, however,
is achieved with some degree of success in a semi-fluidized freezer
with some products by ensuring that the wet product does not adhere
to the first belt (Figure 27).
Figure 23The effect on temperature and refrigeration capacity
when loading a batch air-blast freezer
Figure 24Continuous belt air-blast freezer with crossflow air
circulation(also constructed with countercurrent series flow air
circulation)
Figure 25Continuous air-blast freezer with the belt arranged in
a spiral
Figure 26A triple-belt air-blast freezer
Figure 27Semi-fluidized flow freezer with double belt
3.2.4 Vertical plate freezers3.2.4.1 General:The vertical plate
freezer (VPF) is ideally suited for bulk freezing of fish. and
although originally designed for freezing fish at sea. it is now
also used extensively on land mainly for freezing seasonal fish
which are frozen in bulk for processing throughout the year.
Figure 37Twenty-station vertical plate freezer with top
unloading arrangementThe product is loaded into spaces formed by
refrigerated plates which form the stations of a vertical plate
freezer unit. The plates are hydraulically closed thereby slightly
compacting the product to a preset block thickness and also
improving the contact between the fish and the plate surfaces.After
freezing, the cold refrigerant is turned off and a hot refrigerant
supply is circulated through the plates to defrost them and break
the bond between the plates and the product. This defrost procedure
only takes a few minutes and, when complete, the hydraulic system
is operated to open the plates and raise the blocks to the top of
the freezer ready for removal.Since the product is frozen into a
symmetrical block, it is ideally suited for palletizing to give
good utilization of cold storage space. The product can be frozen
unwrapped and stored without packaging or frozen in paper or
plastic bags which are inserted between the plates before loading
the fish. Unwrapped products may, however, be glazed or inserted
into cartons after freezing.3.2.4.2 Freezer size:The size of a VPF
unit depends on the plate size, plate spacing and the number of
stations.A plate widely used has dimensions of 1 120 x 558 mm which
produces full-sized blocks measuring 1 060 x 520 mm. Other plate
sizes available from the same manufacturer give block dimensions of
1 180 x 490 mm and 800 x 806 mm. Other standard sizes may, however,
be available from other manufacturers. The provision of a
non-standard plate size will be expensive since this may require a
special die to extrude the plate sections.The standard block
thicknesses produced in VPF are 50 mm, 75 mm and 100 mm, and by
means of special adaptors it is possible to have more than one
standard spacing in the same unit.Any number of stations can be
supplied up to a limit of about 30, but manufacturers will normally
only supply five or six standard sizes. Special requirements, such
as small units for freezing trials or laboratory use, can, however,
be made on request.When selecting the number of stations per
freezer unit, account should be taken of the likely pattern of fish
supplies. Unit sizes should be selected so that they are likely to
be completely filled during each cycle, thus avoiding the
possibility of freezing partial loads or having freezers waiting
for further supplies to complete a load.Overall dimensions and
weights for a full standard range is given in Table 33.Table
33Vertical plate freezers Dimensions and shipping data
(uncrated)
PENGERTIAN REFRIGERASIApa Yang Dimaksud Dengan Refrigasi - Mesin
Pendingin
Refrigerasi adalahproduksi atau pengusahaan dan pemeliharaan
tingkat suhu dari suatu bahan atau ruangan pada tingkat yang lebih
rendah dari pada suhu lingkungan atau atmosfir sekitarnya dengan
cara penarikan atau penyerapan panas dari bahan atau ruangan
tersebut.
Refrigrasi dapat dikatakan juga sebagai sebagai proses
pemindahan panas dari suatu bahan atau ruangan ke bahan atau
ruangan lainnya (Ilyas, 1993), sedangkan menurut Hartanto (1985)
pendinginan atau refrigerasi adalah suatu proses penyerapan panas
pada suatu benda dimana proses ini terjadi karena proses penguapan
bahan pendingin (refrigeran).
Menurut Arismunandar dan Saito (2005) refrigerasi adalah usaha
untuk mempertahankan suhu rendah yaitu suatu proses mendinginkan
udara sehingga dapat mencapai temperatur dan kelembaban yang sesuai
dengan kondisi yang dipersyaratkan terhadap kondisi udara dari
suatu ruangan tertentu, faktor suhu dan temperatur sangat berperan
dalam memelihara dan mempertahankan nilai kesegaran ikan.
Refrigrasi memanfaatkan sifat-sifat panas (thermal) dari bahan
refrigerant selagi bahan itu berubah keadaan dari bentuk cairan
menjadi bentuk gas atau uap da sebaliknya dari gas kembali menjadi
cairan (Ilyas, 1993).
PRINSIP DASAR REFRIGRASI MEKANIK
1.Gambaran Umum Refrigerasi Mekanik
Prinsip dasar dari refrigerasi mekanik adalah proses penyerapan
panas dari dalam suatu ruangan berinsulasi tertutup kedap lalu
memindahkan serta mengenyahkan panas keluar dari ruangan
tersebut.
Proses merefrigerasi ruangan tersebut perlu tenaga atau energi.
Energi yang paling cocok untuk refrigerasi adalah tenaga listrik
yaitu untuk menggerakkan kompresor pada unit refrigerasi (Ilyas,
1993 ).
2.Proses Yang Berlangsung Dalam Sistem Refrigerasi
Dalam suatu sistem refrigrasi mekanik, berlangsung beberapa
proses fisik yang sederhana. Jika ditinjau dari segi termodinamika,
seluruh proses perubahan itu terlibat tenaga panas, yang
dikelompokkan atas panas laten penguapan, panas sensibel, panas
laten pengembunan dan lain sebagainya.
Menurut Sofyan Ilyas (1993), suatu siklus refrigrasi secara
berurutan berawal dari pemampatan, melalui pengembunan
(kondensasi), pengaturan pemuaian dan berakhir pada penguapan
(evaporasi).
Satu siklus refrigrasi kompresi uap adalah sebagai berikut:
Pemampatan (kompresi). Uap refrigeran lewat panas bersuhu dan
tekanan rendah yang berasal dari proses pengupan dimampatkan oleh
kompresor menjadi uap bersuhu dan bertekanan tinggi agar kemudian
mudah diembunkan, uap kembali menjadi cairan didalam kondensor.
Pengembunan (kondensasi). Proses pengembunan adalah proses
pengenyahan atau pemindahan panas dari uap refrigeran bersuhu dan
bertekanan tinggi hasil pemampatan kompresor ke medium pengembun di
luar kondensor.
Pemuaian. Pemuaian adalah proses pengaturan kesempatan bagi
refrigeran cair untuk memuai agar selanjutnya dapat menguap di
evaporator.
Penguapan (evaporasi), pada proses ini, refrigeran cair berada
dalam pipa logam evaporator mendidih dan menguap pada suhu tetap,
walaupun telah menyerap sejumlah besar panas dari lingkungan
sekitarnya yang berupa zat alir dan pangan dalam ruangan tertutup
berinsulasi. Panas yang diserap dinamakan panas laten
penguapan.
KOMPONEN SISTEM REFRIGERASI
1. Komponen Utama Sistem Refrigrasi
Komponen pokok adalah komponen yang harus ada / dipasang dalam
mesin refrigerasi. Menurut Hartanto (1985) komponen pokok tersebut
meliputi :
Kompresor, kondensor, tangki penampung (receiver tank), katup
ekspansi dan evaporator. Masing-masing komponen dalam sistem
kompresi uap mempunyai sifat-sifat yang tersendiri
(Stoecker,1989).
a. Kompresor
Kompresor merupakan jantung dari suatu sistem refrigerasi
mekanik, berfungsi untuk menggerakkan sistem refrigerasi agar dapat
mempertahankan suatu perbedaan tekanan antara sisi tekanan rendah
dan sisi tekanan tinggi dari sistem (Ilyas, 1993).
Kompresor refrigerasi yang paling umum adalah kompresor torak
(reciprocating compressor), sekrup (screw), sentrifugal, sudu
(vane). (Stoecker, 1989).
Menurut Hartanto (1985) berdasarkan cara kerjanya kompresor
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu kompresor torak dan kompresor
rotary.
1) Kompresor torak
Kompresor torak yaitu kompresor yang kerjanya dipengaruhi oleh
gerakan torak yang bergerak menghasilkan satu kali langkah hisap
dan satu kali langkah tekan yang berlainan waktu. Kompresor torak
lebih banyak digunakan pada unit mesin pendingin berkapasitas besar
maupun kecil seperti lemari es, cold storage, collroom.
Kontruksi kompresor torak silinder ganda
2) Kompresor rotary
Kompresor rotary yaitu kompresor yang kerjanya berdasarkan
putaran roller pada rumahnya, prinsip kerjanya adalah satu putaran
porosnya akan terjadi langkah hisap dan langkah tekan yang
bersamaan waktunya, kompresor rotary terdiri dua macam yaitu
kompresor rotary dengan pisau / blade tetap.
Kompresor rotary dengan dua buah blade
Berdasarkan kontruksinya, kompresor terdiri dari :
1) Kompresor tertutup
Kompresor jenis ini banyak digunakan pada unit mesin refrigerasi
yang kecil. Kompresor tertutup dibedakan dua macam yaitu kompresor
hermetik dan kompresor semi hermetik
a) Kompresor hermetik
Kompresor yang di bangun dengan tenaga penggeraknya (motor
listrik) dalam satu tempat tertutup. Jenis kompresor hermetik yang
sering digunakan adalah kompresor hermetik torak pada lemari es dan
kompresor hermetik rotary pada air conditioner.
b) Kompresor semi hermetik
Kompresor yang bagian rumah engkolnya dibangun menjadi satu
dengan motor listriknya sebagai tenaga penggerak. Pada kompresor
ini tidak diperlukan penyekat poros sehingga dapat dicegah
terjadinya kebocoran gas refrigeran.
2) Kompresor terbuka
Kompresor yang dibangun terpisah dengan motor penggeraknya.
Jenis ini banyak digunakan pada unit refrigerasi yang berkapasitas
besar seperti pabrik es, coldstrorage. Pada kompresor terbuka salah
satu porosnya keluar dari kompresor untuk menerima putaran dari
tenaga penggeraknya.
a. Kondensor
Pengembun atau kondensor adalah bagian dari refrigerasi yang
menerima uap refrigeran tekanan tinggi yang panas dari kompresor
dan mengenyahkan panas pengembunan itu dengan cara mendinginkan uap
refrigerant tekanan tinggi yang panas ke titik embunnya dengan cara
mengenyahkan panas sensibelnya.
Pengenyahan selanjutnya panas laten menyebabkan uap itu
mengembun menjadi cairan.(Ilyas,1993)
Jenis- jenis kondensor yang kebanyakan dipakai adalah sebagai
berikut:
1) Kondensor pipa ganda (Tube and Tube)
Jenis kondensor ini terdiri dari susunan dua pipa koaksial,
dimana refrigeran mengalir melalui saluran yang berbentuk antara
pipa dalam dan pipa luar, dari atas ke bawah.
Sedangkan air pendingin mengalir di dalam pipa dalam dengan arah
yang berlawanan dengan arah aliran refrigeran.
Kondensor pipa ganda (Tube and Tube Condensor )
Keterangan :
a. Uap refrigeran masukb. Air pendingin keluarc. Air pendingin
masukd. Cairan refrigeran keluare. Tabung luarf. Sirip bentuk
bungag. Tabung dalam
1) Kondensor tabung dan koil ( Shell and Coil )
Kondensor tabung dan koil adalah kondensor yang terdapat koil
pipa air pendingin di dalam tabung yang di pasang pada posisi
vertikal. Tipe kondensor ini air mengalir dalam koil, endapan dan
kerak yang terbantuk dalam pipa harus di bersihkan dangan bahan
kimia atau detergen.
2) Kondensor pendingin udara
Kondensor pendingin udara adalah jenis kondensor yang terdiri
dari koil pipa pendingin yang bersirip pelat (tembaga atau
aluminium).
Udara mengalir dengan arah tegak lurus pada bidang pendingin,
gas refrigeran yang bertemperatur tinggi masuk ke bagian atas dari
koil dan secara berangsur mencair dalam alirannya ke bawah.
3) Kondensor tabung dan pipa horizontal (Shell and Tube)
Kondensor tabung dan pipa horizontal adalah kondensor tabung
yang di dalamnya banyak terdapat pipa pipa pendingin, dimana air
pendingin mengalir dalam pipa pipa tersebut.
Ujung dan pangkal pipa terikat pada pelat pipa, sedangkan
diantara pelat pipa dan tutup tabung dipasang sekat untuk membagi
aliran air yang melewati pipa pipa.
Kondensor selubung dan tabung (Shell and Tube condenser)
Keterangan :1. Saluran air pendingin keluar2. Saluran air
pendingin masuk3. Pelat pipa4. Pelat distribusi5. Pipa bersirip6.
Pengukur muka cairan7. Saluran masuk refrigeran8. Tabung keluar
refrigeran9. TabungKondensor yang sering digunakan pada kapal-kapal
ikan adalah kondensor jenisshell and tube. Kondensor ini terbuat
dari sebuah silinder besar yang di dalamnya terdapat susunan
pipa-pipa untuk mengalirkan air pendingin.
Tangki penampung (receiver tank)
Tangki penampung(Receiver)adalah tangki yang digunakan untuk
menyimpan refrigerant cair yang berasal dari pengeluaran kondensor
(Ilyas,1993).
Namun, apabila temperatur air pendingin didalam kondensor
relatif rendah, dan temperatur ruang mesin di manatangki penampung
cairan dipasang lebih tinggi, kadang - kadang cairan refrigeran
yang terjadi di dalam kondensor tidak dapat mengalir dengan
mudah.
Dalam hal ini, bagian atas kondensor harus dihubungkan dengan
bagian atas penerima cairan oleh penyama tekanan (Arismunandar dan
Saito, 2005).
Menurut Ilyas (1993), sebagai tempat refrigeran, receiver
mempunyai empat fungsi yaitu :
1. Menyimpan refrigeran cair selama operasi dan untuk maksud
servis.2. Meningkatkan perubahan dalam muatan refrigeran dan volume
cairan, yakni pemuaian dan penyusutan refrigeran karena perubahan
suhu.3. Sebagai tempat penyimpanan refrigeran bilamana sistem
refrigerasi dimatikan untuk tujuan perbaikan dan pemeliharaan serta
pada saat sistem akan dimatikan dalam jangka waktu yang lama.Pada
receiver dilengkapi dengan sebuah gelas penduga untuk melihat
kapasitas freon dalam sistem dan juga dilengkapi dengan katup
keamanan sebagai pengaman untuk mengatasi tekanan yang berlebihan
dalam sistem.
Receiver
a. Katup EkspansiKatup ekspansi dipergunakan untuk
mengekspansikan secara adiabatik cairan refrigeran yang bertekanan
dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan
dan temperatur rendah.
Pada waktu katup ekspansi membuka saluran sesuai dengan jumlah
refrigeran yang diperlukan oleh evaporator, sehingga refrigeran
menguap sempurna pada waktu keluar dari evaporator (Arismunandar
& Saito, 2005).
Apabila beban pendingin turun, atau apabila katup ekspansi
membuka lebih lebar, maka refrigeran didalam evaporator tidak
menguap sempurna, sehingga refrigeran yang terhisap masuk kedalam
kompresor mengandung cairan.
Jika jumlah refrigeran yang mencair berjumlah lebih banyak atau
apabila kompresor mengisap cairan, maka akan terjadi pukulan cairan
(Liquid hammer) yang dapat merusak kompresor. (Arismunandar &
Saito, 2005)
Menurut Hartanto (1985), katup ekspansi berdasarkan cara
kerjanya terdiri dari :
1) Katup ekspansi manual / tanganBerfungsi untuk mengontrol arus
refrigerant supaya tepat mengimbangi beban refrigrasi. Alat ini
hanya digunakan kalau beban refrigrasi konstan yang menunjukkan
bahwa perubahan kecil dan berkembang lambat.
Sering dipasang paralel dengan alat kontrol lain sehingga system
dapat tetap dioperasikan jika katup yang lain dalam keadaan rusak
(Ilyas,1993).
Katup Ekspansi Manual
2) Katup ekspansi automatik
Katup yang cara kerjanya berdasarkan tekanan dalam evaporator.
Cara kerja katup ini adalah pada waktu mesin pendingin tidak
bekerja, katup ekspansi tertutup karena tekanan dalam evaporator
lebih besar daripada tekanan pegas katup yang telah diatur.Setelah
mesin bekerja, uap didalam evaporator akan terhisap oleh kompresor
sehingga tekanan didalam evaporator berkurang. Setelah tekanan
didalam evaporator lebih rendah daripada tekanan pegas maka pegas
akan mengembangkan diafragma dan mendorong katup sehingga
membuka.
3) Katup ekspansi thermostatis (thermostatic expantion
valve)
Katup ini bertugas mengontrol arus refrigran yang dioperasikan
secara mengindera oleh suhu dan tekanan di dalam evaporator dan
mensuplai refrigeran sesuai kebutuhan evaporator.
Operasi katup ini dikontrol oleh suhu bulb kontrol dan oleh
tekanan didalam evaporator (Ilyas,1993).
Katup Ekpansi Thermostatik
a. Evaporator
Evaporator berguna untuk menguapkan cairan refrigeran, penguapan
refrigeran akan menyerap panas dari bahan / ruangan, sehingga
ruangan disekitar menjadi dingin.
Menurut Arismunandar dan Saito (2005), penempatan evaporator
dibedakan menjadi empat macam sesuai dengan keadaan refrigeran
didalamnya, yaitu :
1) Evaporator kering (dry expantion evaporator)
2) Evaporator setengah basah
3) Evaporator basah (flooded evaporator), dan
4) Sistem pompa cairan
Pada evaporator kering, cairan refrigeran yang masuk kedalam
evaporator sudah dalam keadaan campuran cair dan uap, sehingga
keluar dari evaporator dalam keadaan uap kering, karena sebagian
besar dari evaporator terisi uap maka penyerapan kalor tidak
terlalu besar jika dibandingkan dengan evaporator basah.
Namun, evaporator kering tidak memerlukan banyak refrigeran,
disamping itu jumlah minyak pelumas yang tertinggal didalam
evaporator sangat kecil (Arismunandar dan Saito ,2005).
Evaporator jenis ekspansi kering
Pada evaporator jenis setengah basah, kondisi refrigeran
diantara evaporato jenis ekspansi kering dan evaporator jenis
basah.
Pada evaporator basah terdapat sebuah akumulator untuk menampung
refrigeran cair dan gas, dari akumulator tersebut bahan pendingin
cair mengalir ke evaporator dan menguap didalamnya.
Sisa refrigeran yang tidak sempat menguap di evaporator kembali
kedalam akumulator, didalam akumulator refrigeran cair berada
dibawah tabung sedangkan yang berupa gas berada diatas tabung.
Evaporator jenis ekspansi basah
Berdasarkan kontruksinya evaporator dibedakan menjadi tiga
(Hartanto, 1985) yaitu:
1) Evaporator permukaan datar (evaporator plate)
Evaporator ini merupakan sebuah plat yang diberi saluran bahan
pendingin atau pipa yang dililitkan pada plat. Evaporator jenis ini
banyak digunakan pada freezeratau contact freezer dan proses
pemindahan panas menggunakan sistem konduksi.
2) Evaporator bare
Jenis ini merupakan pipa yang dikontruksi melingkar atau spiral
yang diberi rangka penguat dan dipasang pada dinding ruang
pendingin. Jenis banyak digunakan pada cold storage, palkah-palkah
ikan dikapal, dan rak air garam.
3) Evaporator sirip
Evaporator ini merupakan pipa yang diberi plat logam tipis atau
sirip-sirip yang berfungsi untuk memperluas permukaan evaporator
sehingga dapat menyerap panas lebih banyak.
Sirip-sirip ini harus menempel erat pada evaporator. Proses
pemindahan panas dilakukan dengan sistem secara tiupan dan banyak
digunakan pada AC (air conditioner),pendingin ruangan (cool
room.)
2. Komponen Bantu
Komponen bantu adalah komponen yang dipasang pada instalasi
mesin refrigerasi yang gunanya untuk memperlancar aliran refrigeran
sehingga mesin refrigerasi dapat bekerja lebih sempurna.
Penggunaan alat bantu disesuaikan dengan besar kecilnya
kapasitas, jenis refrigeran yang digunakan dan kegunaan mesin
refrigerasi tersebut (Hartanto,1985).
a. Oil Separator
Suatu alat yang digunakan untuk memisahkan minyak pelumas yang
ikut termampatkan oleh kompresor dengan uap refrigeran.
Oli yang ikut bersama refrigeran harus dipisahkan karena jika
hal ini terjadi terus-menerus, maka dalam waktu singkat kompresor
akan kekurangan minyak pelumas sehingga pelumasan kurang baik,
disamping itu minyak pelumas tersebut akan masuk kedalam kondensor
dan kemudian ke evaporator sehingga akan mengganggu proses
perpindahan kalor (Arismunandar dan Saito, 2005). Oil separator
dipasang diantara kompresor dan kondensor.
Oil separator
Filter and drier
Alat ini digunakan untuk menyaring kotoran dan menyerap
kandungan air yang ikut bersama refrigeran pada instalasi mesin
refrigerasi.
Alat ini merupakan suatu tabung yang didalamnya terdapat bahan
pengering (desicant) dansaringan kotoran dan penahan agar bahan
pengering tidak terbawa oleh aliran refrigeran yang dipasang pada
kedua ujung tabung tersebut (Hartanto, 1985).
c. Indikator (gelas penduga)
Merupakan alat yang digunakan untuk melihat aliran cairan
refrigeran pada mesin pendingin. Alat ini dipasang pada saluran
cairan refrigerant bertekanan tinggi antarareceiver dan katup
ekspansi.
d. Alat pengukar panas ( heat excahnger)
Heat exchangermerupakan suatu alat penukar panas yang gunanya
untuk menambah kapasitas mesin refrigerasi dengan cara
menyinggungkan antara saluran cairan refrigeran yang bertekanan
tinggi dari receiver tank dengan saluran uap refrigeran bertekanan
rendah dari evaporator sehingga terjadinya perpindahan panas dari
cairan refrigeran bertekanan tinggi ke uap refrigeran yang akan
dihisap oleh kompresor.
Sehingga cairan refrigeran bertekanan tinggi mengalami penurunan
tekanan sebelum mengalir ke katup ekspansi karena penurunan
temperatur. (Hartanto, 1985)
e. Kran Selenoid (selenoid valve)
Kran selenoid adalah kran yang digerakkan dengan ada dan
tidaknya aliran listrik, kran ini pada umunya dipasang pada saluran
cairan bahan pendingin bertekanan tinggi atau sebelum katup
ekspansi (Hartanto,1985).
f. Akumulator
Akumulator berfungsi untuk menampung sementara refrigeran
berwujud cair yang belum sempat menjadi uap di evaporator.
Sebelum masuk ke kompresor refrigeran berbentuk cair dan uap
dipisahkan di akumulator, agar kompresor tidak menghisap cairan
refrigeran yang dapat menyebabkan kompresor rusak.
Pada mesin refrigerasi sistem evaporator basah peranan
akumulator sebagai komponen pokok dan dipasang setelah katup
ekspansi, namun pada evaporator sistem kering akumulator sebagai
komponen bantu dan dipasang diantara evaporator dan kompresor.
Akumulator
3. Alat Kontrol dan Pengaman
Sistem refrigrasi memerlukan sejumlah kontrol guna
mempertahankan kondisi operasi dan mengatur arus refrigerant agar
peralatan bekerja aman da ekonomis (Ilyas,1993).
Menurut Hartanto (1985), berdasarkan kegunaannya komponen
kontrol terbagi atas 2 macam alat pengontrol :
a. Alat ukur (non pneumatic)
Alat ini hanya dapat digunakan untuk mengetahui keadaan
pengoperasian mesin pendingin, antara lain :
1) Manometer
Alat ini digunakan untuk mengukur tekanan pada mesin refrigerasi
yang pada umumnya dipasang pada :
saluran pengeluaran (discharge) kompresor, saluran pengisapan
(suction) kompresor, saluran minyak pelumas, kondensor, tangki
penampung dan akumulator (pada evaporator basah).
2) ThermometerThermometer digunakan untuk mengukur temperatur,
pada mesin refrigerasi biasanya digunakan untuk mengukur temperatur
ruang pendingin, media pendingin (masuk dan keluar) kondensor,
refrigeran pada saluran hisap dan keluar kompresor dan
sebagainya.
b. Alat Pengaman
Alat ini digunakan untuk mengamankan mesin pendingin apabila
terjadi keadaan pengoperasian yang tidak sesuai dengan yang
dinginkan, jenis alat pengaman yang sering digunakan dapat
berbentuk saklar dan katup atau keran. Adapun jenisnya antara
lain:
1) Saklar tekanan tinggi ( High Pressure Control / HPC)
Adalah saklar listrik yang kerjanya dipengaruhi oleh keadaan
refrigerant didalam mesin pendingin yang bertekanan tinggi, alat
ini dapat mematikan kompresor secara automatik apabila tekanan
pengeluaran kompresor terlalu tinggi (lebih tinggi dari batas
tekanan yang telah ditentukan).
2) Saklar tekanan rendah ( low pressure control / LPC)
Pada prinsipnya alat ini merupakan suatu saklar automatik yang
bekerja berdasarkan tekanan hisap dari kompresor, apabila tekanan
hisap kompresor terlalu rendah (lebih rendah dari tekanan yang
telah ditentukan), maka alat ini akan memutuskan aliran listrik ke
motor penggerak kompresor sehingga kompresor akan mati.
Apabila tekanan penghisapannya naik sesuai dengan yang
ditentukan maka secara automatik akan menghidupkan kompresor
kembali.
3) Saklar tekanan minyak pelumas (oil pressure control)
Alat kontrol yang dapat mematikan kompresor secara automatik
apabila tekanan minyak pelumas pada kompresor terlalu rendah.
Pada alat ini terdapat dua buah diafragma yang masing-masing
kerjanya dipengaruhi oleh tekanan minyak pelumas dan tekanan
penghisapan kompresor, oleh karena itu alat ini selalu dihubungkan
dengan saluran pelumasan dan saluran penghisapan kompresor.
4) Saklar temperatur (thermostat)
Alat yang dapat mematikan kompresor secara automatik apabila
temperatur ruangan yang didinginkan sudah mencapai pada temperatur
yang dikehendaki.
Alat ini menggunakan tabung perasa (sensor bulb) yang
ditempatkan pada ruang pendingin untuk mendeteksi temperatur
ruangan pendingin, apabila suhu diruang pendingin sudah sesuai
dengan yang ditentukan maka thermostat akan mematikan
kompresor.
Penulis :
Lutfi Jauhari
(Widyaiswara BPPP Tegal)
DAFTAR PUSTAKA
Arismunandar, W. dan Heizo Saito. 2002. Penyegaran Udara. PT.
Pradnya Paramita, Jakarta.
Dossat, RJ. 1976 Principle of Refrigeration
Handoko, K. 1981. Teknik Lemari Es. PT. Ichtiar Baru,
Jakarta.
Hartanto, B. 1982. Teknik Mesin Pendingin. BKPI, Tegal.
Holman, J.P. 1988. Perpindahan Panas (Heat Transfer). Erlangga,
Jakarta.
Ilyas, S. 1983 Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan Jilid I,
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. CV. Paripurna,
Jakarta.
________,1993. Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan Jilid II,
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. CV. Paripurna,
Jakarta.
Stoecker, W.F. dan Jerold, J.W. 1994. Refrigerasi dan
Pengkondisian Udara Edisi kedua. PT. Erlangga, Jakarta.
Sumanto. 2001. Dasar - dasar Mesin Pendingin. Andi,
Yogjakarta.Komponen Utama Sistem Refrigerasi PrimerKomponen Utama
& Prinsip Kerja Sistem Refrigerasi PrimerMIFTAHURRIZQI ( XI
TPTU )A. Pengantar Sistem RefrigerasiSalah satu aspek yang paling
penting dari rekayasa lingkungan termal adalah refrigerasi.
Refrigerasi merupakan suatu proses penarikan panas/ kalor dari
suatu benda/ ruangan sehingga temperatur tenda/ruangan tersebut
lebih rendah dari temperatur lingkungannya. Sesuai dengan konsep
kekekalan energi, panas tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat
dipindahkan ke suatu bahan/benda lain yang akan menyerap kalor.
Jadi refrigerasi akan selalu berhubungan dengan proses-proses
aliran panas dan proses-proses perpindahan panas.Untuk mempelajari
refrigerasi dengan baik, dibutuhkan pengetahuan tentang bahan dan
energi, temperatur, tekanan, panas dan akibat-akibatnya serta
subyek-subyek yang lain yang berhubungan dengan fungsi dari suatu
sistem refrigerasi, terutama termodinamika dan perpinadahan
panas.Sistem refrigerasi pada dasarnya dibagi menjadi dua bagian
yaitu:1. Sistem refrigerasi mekanik: dimana akan ditemui adanya
mesin-mesin penggerak/dan alat mekanik lain, berikut yang termasuk
dalam sistem refrigerasi mekanik adalah:a) Refrigerasi sistem
kompresi uap.b) Refrigerasi siklus udara.c) Refrigerasi temperatur
ultra rendah/ Kriogenik.d) Refrigerasi siklus sterling.2. Sistem
refrigerasi non mekanik, dimana tanpa menggunakan mesin-mesin
penggerak/dan alat mekanik lain. Berikut yang termasuk sistem
refrigerasi non mekanik adalah sebagai berikut:a) Refrigerasi
thermoelektrik.b) Refrigerasi absorbsi.c) Refrigerasi steam jet.d)
Refrigerasi magnetic.e) Heat pipe.Penerapan-penerapan refrigerasi
pada dasarnya hampir meliputih seluruh aspek kehidupan kita
sehari-hari. Industri refrigerasi dan tata udara berkembang pesat
dan bervariasi. Salah satu penggunaan dasar dari refrigerasi adalah
pembuatan es. Saat ini refrigerasi sangat penting artinya dalam
bidang produksi, pengolahan dan distribusi makanan, juga untuk
mencapai kegiatan industri yang efesien baik alat dan hasil yang
produksi maupum para sumber daya manusianya yang bekerja lebih
efektif.Pada dasarnya, penerapan refrigerasi dibagi dalam 5
kelompok bidang yaitu:1) Refrigerasi Domestik.Refrigerasi domestik
memiliki ruang lingkup yang lebih sempit dari yang lain, dimana
yang utama akan dipelajari tentang penggunaan lemari es dan freezer
di rumah tangga. Tetapi bagaimanapun juga karena unit-unit
pelayanannya sangat luas, refrigerasi domestik mewakili suatu
bagian dari industri refrigerasi. Unit domestik biasanya berbentuk
kecil, yang mempunyai daya antara 35 W sampai 375 W dan dari jenis
kompresor hermetic, walaupun pada saat ini sudah mulai dikembangkan
dengan menggunakan system lain selai kompresi uap.2) Refrigerasi
Industri/Komersial.Refrigerasi industri sering dikacaukan dengan
Refrigerasi komersil karena pembagian antara ke dua bidang tersebut
tidak jelas. Tetapi sebagai gambaran umum, biasanya Refrigerasi
industri lebih besar dari pada Refrigerasi komersil dan membutuhkan
seorang atau lebih yang benar-benar ahli untuk dapat
mengoperasikannya, sebagai contoh misalnya pabrik es, pabrik
pengepakan makanan yang besar (daging,ikan,ayam,makanan beku dll),
pabrik susu, pabrik bir, pabrik anggur, pabrik minyak, dan berbagai
industry lain seperti industry penyulingan minyak, industry kimia,
industry semen,pabrik karet, bahkan industry kontruksi
sipil/bangunan, industry tekstil, pabrik kertas, industry logam dan
lain-lain.3) Refrigerasi Transportasi.Sesuai dengan namanya, system
ini mempelajari Refrigerasi yang digunakan pada bidang transportasi
seperti kapal, truk, kereta api, pesawat terbang baik untuk jarak
jauh maupun untuk pengiriman local dan lain-lain.4) Sistem
Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana.Sistem kompresi uap merupakan
dasar system refrigerasi yang terbanyak digunakan, dengan komponen
utamanya adalah kompresor, kondensor, alat ekspansi (Throttling
Device), dan evaporator.
B. Sistem Refrigerasi Kompresi UapAplikasi sistem refrigerasi
kompresi uap paling banyak digunakan pada peralatan industri maupun
peralatan rumah tangga seperti sistem tata udara atau AC, kulkas,
freezer, ice maker, dispenser, dsb. Sistem ini memiliki nilai
performansi yang tinggi, komponennya tidak banyak, sederhana, serta
mudah dalam perawatannya.1.KompresiMerupakan proses yang terjadi
pada kompresor yang menekan refrigeran atau freon secara reversibel
dan isentropik. Kerja atau usaha yang diberikan pada refrigeran
akan menyebabkan kenaikan pada tekanan sehingga temperatur
refrigeran akan lebih besar dari temperatur lingkungan atau
refrigeran mengalami fasa superheat.2.KondensasiMerupakan proses
pelepasan kalor refrigeran superheat ke lingkungan sehingga fasanya
berubah dari uap menjadi cair jenuh tetapi tekanan dan
temperaturnya masih tetap tinggi. Media pengembun refrigeran pada
kondensor bisa berupa udara (air cooled condenser), air
(water-cooled condenser) atau campuran udara dan air (evaporative
condenser).3.EkspansiMerupakan proses penurunan secara adiabatis
pada tekanan dan temperatur sehingga nilainya lebih rendah dari
temperatur lingkungan. Beberapa alat ekspansi diantaranya pipa
kapiler, katup ekspansi manual, Thermostatic Expansion Valve (TXV),
Automatic Expansion Valve (AXV), Electronic Expansion Valve (EXP),
dan lain sebagainya.4.EvaporasiSetelah refrigeran diekspansikan
secara irreversibel adiabatik menjadi cairan jenuh, refrigeran akan
memiliki tekanan dan temperatur rendah sehingga akan menerima
sejumlah kalor dari lingkungan yang didinginkan dan refrigeran
berubah seluruhnya menjadi uap jenuh yang kemudian masuk ke
kompresor untuk disirkulasikan kembali. Pembagian evaporator
berdasarkan bentuk koilnya yaitu pipa telanjang (bare tube),
permukaan pelat (Plate Surface), dan bersirip (finned). Berdasarkan
konstruksinya dibedakan menjadi shell & tube, Shell & coil,
dan Bondelot. Sedangkan pembagian evaporator berdasarkan ekspansi
langsung yaitu Tipe ekspansi kering (dry expansion type) dan tipe
banjir (flooded type).Siklus refrigerasi kompresi uap memiliki dua
keuntungan.1. Sejumlah besar energi panas diperlukan untuk merubah
cairan menjadi uap, dan oleh karena itu banyak panas yang dapat
dibuang dari ruang yang disejukkan.2. Sifat-sifat isothermal
penguapan membolehkan pengambilan panas tanpa menaikan suhu fluida
kerja ke suhu berapapun didinginkan. Hal ini berarti bahwa laju
perpindahan panas menjadi tinggi, sebab semakin dekat suhu fluida
kerja mendekati suhu sekitarnya akan semakin rendah laju
perpindahan panasnya.
C. Komponen Sistem Refrigerasi Kompresi UapKomponen yang ada di
sistem refrigerasi kompresi uap terdapat dua jenis komponen, taitu
komponen utama dan komponen pendukung. Dalam komponen utama hanya
ada empat komponen yang tidak bisa dihilangkan salah satunya.a)
Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap1.1. KompresorFungsi
dan cara kerja kompresor torakKompresor merupakan jantung dari
sistem refrigerasi. Pada saat yang sama komrpesor menghisap uap
refrigeran yang bertekanan rendah dari evaporator dan
mengkompresinya menjadi uap bertekanan tinggi sehingga uap akan
tersirkulasi.Kebanyakan kompresor-kompresor yang dipakai saat ini
adalah dari jenis torak. Jika torak bergerak turun dalam silinder,
katup hisap terbuka dan uap refrigeran masuk dari saluran hisap ke
dalam silinder. Pada saat torak bergerak ke atas, tekanan uap di
dalam silinder meningkat dan katup hisap menutup, sedangkan katup
tekan akan terbuka, sehingga uap refrigean akan ke luar dari
silinder melalui saluran tekan menuju ke kondensor.Kebocoran katup
kompresor dan terbakarnya motor kompresorBeberapa masalah pada
kompresor adalah bocornya katup terkabarnya motor kompresor. Jika
katup tekan bocor torak menghisap uap dari saluran hisap, sebagian
uap yang masih tertinggal disaluran tekan akan terhisap kembali ke
dalam silinder, sehingga mengakibatkan efisiensinya berkurang. Hal
yang sama juga dapat terjadi bila katup hisap bocor torak menekan
uap ke saluran tekan, sebagian uap di alam silinder akan tertekan
kembali ke saluran hisap.Untuk mencegah kebocoran torak terhadap
dinding silinder, biasanya dipasang cincin torak. Jika cincin ini
aus atau pecah, refrigeran dapat bocor sehingga tekanan tekan akan
lebih rendah dan menyebabkan kekurangan efisiensi. Jika motor
kompresor terbakar, terutama untuk jenis hermetik dan semi
hermetik, dan jika rifrigeran yang dipakai adalah CFC dan HCFC,
maka akan timbul asam yang bersifat korosif.
Pengecekan kompresorBeberapa tes sederhana dapat dilakukan untuk
mengetahui jika ada kebocoran yang nyata dalam kompresor. Pertama
jika saluran hisap disumbat, maka saluran hisap kompresor akan
vakum/hampa udara. Jika katup hisap atau katup tekan atau torak
bocor, refrigeran yang akan dipompa oleh kompresor tak akan sebesar
yang dikehendaki. Tes kebocoran yang lain diperlihatkan jika
kompresor dapat mempertahankan vakum yang dapat dicapai.Jika
kompresor dimatikan, tekanan hisap diamati apakah turun dengan
nyata. Jika katup hisap atau katup tekan torak bocor, tekanan bisap
akan turun. Tes yang sama dapat dilakukan dengan mengamati tekanan
tekan. Jika saluran tekan disumbat, kompresor akan mempertahankan
tekanan tersebut. Jika katup tekan bocor tekanan tekan akan
turun.Gambar 1. Kompresor
1.2. KondensorKondensor gambar 5 juga merupakan salah satu
komponen utama dari sebuah mesin pendingin. Pada kondensor terjadi
perubahan wujud refrigeran dari uap super-heated (panas lanjut)
bertekanan tinggi ke cairan sub-cooled (dingin lanjut) bertekanan
tinggi. Agar terjadi perubahan wujud refrigeran (dalam hal ini
adalah pengembunan/ condensing), maka kalor harus dibuang dari uap
refrigeran.Kalor/panas yang akan dibuang dari refrigeran tersebut
berasal dari :1. Panas yang diserap dari evaporator, yaitu dari
ruang yang didinginkan2. Panas yang ditimbulkan oleh kompresor
selama bekerjaJelas kiranya , bahwa fungsi kondensor adalah untuk
merubah refrigeran gas menjadi cair dengan jalan membuang kalor
yang dikandung refrigeran tersebut ke udara sekitarnya atau air
sebagai medium pendingin/condensing.Gas dalam kompresor yang
bertekanan rendah dimampatkan/dikompresikan menjadi uap bertekanan
tinggi sedemikian rupa, sehingga temperatur jenuh pengembunan
(condensing saturation temperature) lebih tinggi dari temperatur
medium pengemburan (condensing medium temperature). Akibatnya kalor
dari uap bertekanan tinggi akan mengalir ker medium pengembunan,
sehingga uap refrigean akan terkondensasi.Gambar 2. Kondensor
1.3. Katup EkspansiSetelah refrigeran terkondensasi di
kondensor, refrigeran cair tersebut mausk ke katup ekspansi yang
mengontrol jumlah refregean yang masuk ke evaporator. Ada banyak
jenis katup ekspansi, tiga diantaranya adalah pipa kapiler, katup
ekspansi otomatis, dan katup ekspansi termostatik.
1.3.1. Pipa Kapiler (capillary tube)Katup ekspansi yang umum
digunakan untuk sistem refrigerasi rumah tangga adalah pipa
kapiler. Pipa kapiler adalah pipa tembaga dengan diameter lubang
kecil dan panjang tertentu. Besarnya tekanan pipa kapiler
bergantung pada ukuran diameter lubang dan panjang pipa kapiler.
Pipa kapiler diantara kondensor dan evaporatorRefrigeran yang
melalui pipa kapiler akan mulai menguap. Selanjutnya berlangsung
proses penguapan yang sesungguhnya di evaporator. Jika refrigeran
mengandung uap air, maka uap air akan membeku dan menyumbat pipa
kapiler. Agar kotoran tidak menyumbat pipa kapiler, maka pada
saluran masuk pipa kapiler dipasang saringan yang disebut
strainer.Ukuran diameter dan panjang pipa kapiler dibuat sedemikian
rupa, sehingga refrigeran cair harus menguap pada akhir evaporator.
Jumlah refrigeran yang berada dalam sistem juga menentukan sejauh
mana refrigeran di dalam evaporator berhenti menguap, sehingga
pengisian refrigeran harus cukup agar dapat menguap sampai ujung
evaporator.Bila pengisian kurang, maka akan terjadi pembekuan pada
sebagian evaporator. Bila pengisian berlebih, maka ada kemungkinan
refrigeran cair akan masuk ke kompresor yang akan mengakibatkan
rusaknya kompresor. Jadi sistem pipa kapiler mensyaratkan suatu
pengisian jumlah refrigeran yang tepat.Gambar 3. Pipa Kapiler
1.3.2. Katup Ekspansi Otomatis (Automatic Expansion Valve
AXV)Sistem pipa kapiler sesuai digunakan pada sistem-sistem dengan
beban tetap (konstan) seperti pada lemari es atau freezer, tetapi
dalam beberapa keadaan, untuk beban yang berubah- ubah dengan cepat
harus digunakan katup ekspansi jenis lainnya.Beberapa katup
ekspansi yang peka terhadap perubahan beban, antara lain adalah
katup ekspansi otomatis (AXV) yang menjaga agar tekanan hisap atau
tekanan evaporator besarnya tetap konstan.Bila beban evaporator
bertambah maka temperatur evaporator menjadi naik karena banyak
cairan refrigeran yang menguap sehingga tekanan di dalam saluran
hisap (di evaporator) akan menjadi naik pula.Akibatnya bellow akan
bertekan ke atas hingga lubang aliran refrigeran akan menyempit dan
ciran refrigeran yang masuk ke evaporator menjadi berkurang.
Keadaan ini menyebabkan tekanan evaporator akan berkurang dan
bellow akan tertekanan ke bawah sehingga katup membuka lebar dan
cairan refrigeran akan masuk ke evaporator lebih banyak. Demikian
seterusnya.Gambar 4. Automatic Expansion Valve
1.3.3. Katup Ekspansi Termostatik (Thermostatic Expansion Valve
TXV)Jika AXV bekerja untuk mempertahankan tekanan konstan di
evaporator, maka katup ekspansi termostatik (TXV) adalah satu katup
ekspansi yang mempertahankan besarnya panas lanjut pada uap
refrigeran di akhir evaporator tetap konstan, apapun kondisi beban
di evaporator.Cara kerja TXV adalah sebagai berikut :Jika beban
bertambah, maka cairan refrigran di evaporator akan lebih banyak
menguap, sehingga besarnya suhu panas lanjut dievaporator akan
meningkat. Pada akhir evaporator diletakkan tabung sensor suhu
(sensing bulb) dari TXV tersebut. Peningkatan suhu dari evaporator
akan menyebabkan uap atau cairan yang terdapat ditabung sensor suhu
tersebut akan menguap (terjadi pemuaian) sehingga tekanannya
meningkat. Peningkatan tekanan tersebut akan menekan diafragma ke
bawah dan membuka katup lebih lebar.Hal ini menyebabkan cairan
refrigeran yang berasal dari kondensor akan lebih banyak masuk ke
evaporator. Akibatnya suhu panas lanjut di evaporator kembali pada
keadaan normal, dengan kata lain suhu panas lanjut di evaporator di
jaga tetap konstan pada segala keadaan beban.Gamba 5. Thermostatic
Expansion Valve
1.4. EvaporatorPada evaporator, refrigeran menyerap kalor dari
ruangan yang didinginkan. Penyerapan kalor ini menyebabkan
refrigeran mendidih dan berubah wujud dari cair menjadi uap
(kalor/panas laten). Panas yang dipindahkan berupa :1. Panas
sensibel (perubahan tempertaur)Temperatur refrigeran yang memasuki
evaporator dari katup ekspansi harus demikian sampai temperatur
jenuh penguapan (evaporator saturation temparature). Setelah
terjadi penguapan, temperatur uap yang meninggalkan evaporator
harus pupa dinaikkan untuk mendapatkan kondisi uap panas lanjut
(super-heated vapor)2. Panas laten (perubahan wujud)Perpindahan
panas terjadi penguapan refrigeran. Untuk terjadinya perubahan
wujud, diperlukan panas laten. Dalam hal ini perubahan wujud
tersebut adalah dari cair menjadi uap atau mengupa (evaporasi).
Refrigeran akan menyerap panas dari ruang sekelilingnya.Adanya
proses perpindahan panas pada evaporator dapat menyebabkan
perubahan wujud dari cair menjadi uap. Kapasitas evaporator adalah
kemampuan evaporator untuk menyerap panas dalam periode waktu
tertentu dan sangat ditentukan oleh perbedaan temperatur evaporator
(evaporator temperature difference).Perbedaan tempertur evaporator
adalah perbedaan antara temperatur jenus evaporator (evaporator
saturation temperature) dengan temperatur substansi/benda yang
didinginkan. Kemampuan memindahkan panas dan konstruksi evaporator
(ketebalan, panjang dan sirip) akan sangat mempengaruhi kapaistas
evaporator.Gambar 6. Evaporator
b) Komponen Pendukung Sistem Refrigerasi Kompresi Uap2.1. Filter
DryerFilter dryer berfungsi untuk menyaring refrigeran dari kotoran
dan mengeringkan refrigeran dengan cara menyerap uap air yang
terkandung dalam refrigeran. Filter dryer dipasang pada liquid line
atau sebelum TXV dan sight glass.Gambar 7. Filter Dryer
2.2. AcumulatorAkumulator upaya untuk melindungi kompresor dari
refrigeran cair pada baris hisap. Hal ini dicapai dengan
menggunakan perangkap terbalik. Namun pada saat yang sama dapat
jebakan minyak entrained dalam refrigeran. Hal ini akhirnya bisa
menahan muatan seluruh minyak yang akan menyebabkan kegagalan
kompresor. Untuk mengatasi masalah ini lubang kecil ini terletak di
bagian bawah perangkap terbalik. Sebuah Efek Venturi terjadi dan
setiap minyak yang terjebak tersedot melalui lubang dan terbawa
oleh hisap uap dikembalikan ke kompresor bah tempatnya.Gambar 8.
Accumulator2.3. Sight GlassSight glass berfungsi untuk melihat fasa
refrigeran apakah yang melewati sight glass benar-benar cair dan
untuk melihat cukup atau tidaknya refrigeran yang mengalir didalam
sistem.Gambar 9. Sight Glass
2.4. Selenoid ValveSelenoid valve berfungsi untuk menghentikan
atau meneruskan cairan refrigeran dalam sistem refrigerasi dengan
menggunakan prinsip elektromagnetik. Jika dipasang pada liquid
line, akan menjaga refrigeran terperangkap disisi tekanan tinggi
dan menurunkan kerja kompresor saat awal dijalankan.Gambar10.
Selenoid Valve
2.5. Hand ValveHand valve berfungsi sebagai buka tutup aliran
yang dilakukan secara manual. Selain itu hand valve berfungsi
sebagai alat ekspansi untuk menurunkan tekanan aliran fluida yang
digunakan.Gambar 11. Hand Valve
2.6. High Low Pressure GaugeHigh Low Pressure Gauge adalah alat
untuk mengukur tekanan dan temperatur yang menggunakan jarum dan
sensor aliran Refrigeran.
2.6.1. Low Pressure gaugeAdalah alat pengukur tekanan rendah di
pasang pada suction line yang mana keluaran dari evap menuju
kompressor.
Gambar 12. Low Pressure Gauge2.6.2. High Pressure gaugeAlat
pengukur tekanan dan temperatur tinggi yang mana mengukur tekanan
dan laju aliran pada suatu dalam sistem tersebut. Di pasa pada
discharge line super heat.
Gambar 13. Low Pressure Gauge2.7. High Low Pressure
Control2.7.1. Low Pressure Control Low Pressure Control digunakan
sebagai pengontrol temperatur sekaligus pula sebagai alat pengaman.
Bila digunakan sebagai pengaman, LPC ini akan memutuskan rangkaian
dan menghentikan kompresor pada saat tekanan hisap (suction
pressure) menjadi terlalu rendah. Hal ini bisa disebabkan unit
pendingin kekurangan refrigerant, bocor terjadinya bunga es yang
tebal di evaporator. Bila tekanan dari saluran hisap ini kembali
normal, LPC akan menutup rangkaian dan kompresor akan bekerja
kembali. Beberapa LPC dilengkapi dengan reset manual untuk menjaga
adanya short cycling karena gangguan pada sistem. Low Pressure
Control dapat pula digunakan sebagai alat pengontrol kompresor pada
saat tekanan refrigerant meningkat atau menghentikan kompresor pada
saat tekanan hisap meningkat. Jenis ini disebut : Reverse Acting
Low Pressure Control, jenis ini biasa digunakan sebagai alat
pengaman pada unit dengan suhu yang rendah yang menggunakan
electric depost, untuk memutuskan elemen pemanas (electric heater)
setelah pencairan bunga es (depost) selesai. Jenis ini dapat juga
digunakan sebagai alat kontrol Forced Draft Cooled Fan pada "Cool
Rooms", on dan off pada saat temperatur "Cool Rooms" terlalu
tinggi.
Gambar 14. Low Pressure Control
2.7.2. High Pressure Control HPC biasanya digunakan sebagai alat
pengaman kompresor pada saat terjadi gangguan tekanan yang
berlebihan. HPC akan menghentikan kompresor pada saat tekanan pada
saluran tekan terlalu tinggi. Hal ini dilakukan untuk melindungi
katup-katup kompresor dan juga untuk melindungi motor dari beban
yang berlebihan.Bila tekanan saluran tekan (discharge) meningkat
melebihi tekanan yang diizinkan, HPC akan terbuka dan memutuskan
rangkaian sehingga kompresor berhenti. Bila tekanan turun kembali
ke harga normal, HPC tertutup dan kompresor bekerja
kembali.Beberapa jenis HPC dilengkapi dengan tombol reset manual
sehingga kompresor tidak dapat bekerja kembali sebelum tombol reset
ditekan. Hal ini digunakan sebagai pengaman. Jadi Anda jangan
melakukan reset sebelum mengetahui penyebab terjadinya tekanan
lebih pada saluran tekan. HPC biasa digunakan pada sistem komersial
dan juga industri. Karena suhu kondensing dan tekanan kondensing
untuk bermacam-macam refrigerant berlainan, maka cut in dan cut out
pressure tergantung dari refrigerant yang digunakan, jenis
kondensor dan ambient temperatur dari sistem. Disamping untuk
mengontrol kompresor, HPC dapat juga digunakan sebagai pengontrol
Fan Condensor, pompa air condensor dan selenoid valve. Reverse
acting HPC akan menutup kontaknya pada saat tekanan meningkat.
Sedangkan HPC akan membuka kontaknya pada saat tekanan meningkat.
Reverse acting HPC digunakan untuk menjaga suhu condensing yang
minimum. Sistem pengontrolan ini biasanya diterapkan pada area
dimana ambient temperatur di bawah condensing temperatur.Gambar 15.
High Pressure Controlc) Komponen Kelistrikan3.1. MCBMCB bekerja
dengan cara pemutusan hubungan yang disebabkan oleh aliran listrik
lebih dengan menggunakan electromagnet/bimetal. cara kerja dari MCB
ini adalah memanfaatkan pemuaian dari bimetal yang panas akibat
arus yang mengalir untuk memutuskan arus listrik. Kapasitas MCB
menggunakan satuan Ampere (A), Kapasitas MCB mulai dari 1A, 2A, 4A,
6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dll. MCB yang digunakan harus memiliki
logo SNI pada MCB tersebut.Cara mengetahui daya maximum dari MCB
adalah dengan mengalikan kapasitas dari MCB tersebut dengan 220v (
tegangan umum di Indonesia ). Contoh Untuk MCB 6A mempunyai
kapasitas menahan daya listrik sebesar : 6A x 220v = 1.200
WattBeberapa kegunaan MCB :1. Membatasi Penggunaan Listrik2.
Mematikan listrik apabila terjadi hubungan singkat ( Korslet )3.
Mengamankan Instalasi Listrik4. Membagi rumah menjadi beberapa
bagian listrik, sehingga lebih mudah untuk mendeteksi kerusakan
instalasi listrikCara menentukan penyebab MCB turun cara menyentuh
bagian putih dari MCB, apakah panas atau tidak.1. Apabila tidak
panas,kemungkinan ada bagian instalasi yang korslet, biasanya bila
instalasi yang korslet tersebut telah di perbaiki, MCB langsung
dapat dinyalakan. Jika sesudah beberapa menit MCB tersebut tetap
tidak bisa dinyalakan kembali, artinya MCB tersebut sudah rusak2.
Apabila panasItu menandakan MCB mengalami kelebihan beban dalam
waktu yang cukup lama, tunggu beberapa menit baru menyalakan MCB
tersebut, biasanya apabila langsung di nyalakan, MCB akan langsung
turun kembali, hal ini disebabkan oleh BiMetal yang memuai dan
membutuhkan waktu untuk kembali ke bentuk semula. Bila sesudah
beberapa menit, MCB tersebut tetap tidak bisa dinyalakan, artinya
MCB tersebut sudah rusakGambar 16. MCB
3.2. TDRKontaktor timer adalah kontaktor yang digunakan sebagai
relai penunda waktu yang fungsinya untuk memindahkan kerja dari
rangkaian pengontrol kerangkaian tertentu yang bekerja secara
otomatis. Misal dari star ke delta secara otomatis. Prinsipnya sama
saja dengan kontaktor, hanya saja memiliki waktu tunda operasi.
Kontaktor timer ini memiliki kontak NO dan juga kontak NC, seperti
pada magnetik kontaktor, hanya bekerjanya berdasarkan delay waktu
yang telah ditentukan. Biasanya kontaktor timer ini disebut
timer/TDR.Gambar 17. Timer Delay relayTDR dengan Waktu Tunda Hidup
(On Delay)Timer ini bekerja dari normalnya dengan tunda waktu
sesuai dengan setting yang diberikan.Untuk NO, setelah koil dari
kontaktor diberi daya, kontak NO masih tetap terbuka hingga
beberapa waktu tertentu, misalnya 5 detik. Setelah 5 detik, kontak
akan otomatis berubah status dari terbuka (off) menjadi tertutup
(on) dan akan tetap tertutup selama kontaktor mendapat catu daya.
Jika catu daya diputus, maka kontaktor akan kembali terbuka.Untuk
NC, setelah koil dari relay diberi catu, kontak NC masih tetap
tertutup hingga beberapa waktu tertentu, misalnya 5 detik. Setelah
5 detik, kontak akan otomatis berubah status dari tertutup (off)
menjadi terbuka (on) dan akan tetap terbuka selama relay mendapat
catu daya. Jika catu daya diputus, maka relay akan kembali
tertutup.
TDR dengan Waktu Tunda Mati (Off Delay)Timer ini bekerjanya
berkebalikan dengan timer On Delay, saat kontaktor magnit mendapat
tegangan dan aktif, maka kontak akan langsung aktif juga, namun
setelah tegangan hilang dan kontaktor magnit tidak aktif, maka
kontak yang aktif tadi akan menjadi tidak aktif setelah waktu yang
ditentukan.Untuk NO, setelah koil dari relay diberi catu, kontak NO
akan berubah status menjadi tertutup dan akan tetap tertutup selama
koil diberi catu. Saat catu daya diputus, kontak akan tetap
tertutup hingga beberapa waktu tertentu, misalnya 5 detik. Setelah
5 detik, kontak akan otomatis berubah status dari tertutup menjadi
terbuka.Untuk NC, setelah koil dari relay diberi catu, kontak NC
akan berubah status menjadi terbuka dan akan tetap terbuka selama
koil diberi catu. Saat catu daya diputus, kontak akan tetap terbuka
hingga beberapa waktu tertentu, misalnya 5 detik. Setelah 5 detik,
kontak akan otomatis berubah status dari terbuka menjadi
tertutup.
3.3. CONTACTORMagnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen
yang berfungsi sebagai penghubung/kontak dengan kapasitas yang
besar dengan menggunakan daya minimal. Dapat dibayangkan MC adalah
relay dengan kapasitas yang besat. Umumnya MC terdiri dari 3 pole
kontak utama dan kontak bantu (aux. contact). Untuk menghubungkan
kontak utama hanya dengan cara memberikan tegangan pada koil MC
sesuai spesifikasinya.Komponen utama sebuah MC adalah koil dan
kontak utama. Koil dipergunakan untuk menghasilkan medan magnet
yang akan menarik kontak utama sehingga terhubung pada masing
masing pole.Untuk aplikasi yang lebih, MC mempunyai beberapa
accessories. Dan yang paling banyak dipergunakan adalah kontak
bantu. Jika kontak bantu yang telah tersedia kurang bisa dilakukan
penambahan di samping atau depan. Pneumatic Timer juga sering
dipakai dalam wiring sebuah system, misalnya pada Star Delta
Starter.Gambar 18. Magnetic Contactor
3.4. AMPERE METERAmperemeter adalah alat yang digunakan untuk
mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian tertutup.
Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen listrik. Cara
menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter secara
langsung ke rangkaian.Gambar 19. Amperemeter3.5. VOLT METERVolt
Meter merupakan alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik
dalam suatu rangkaian listrik. Voltmeter disusun secara paralel
terhadap letak komponen yang diukur dalam rangkaian. Alat ini
terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah
bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik.
Lempengan luar berperan sebagai anode sedangkan yang di tengah
sebagai katode. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi
x diameter).Gambar 20. Voltmeter
3.6. TERMOSTATThermostat berfungsi untuk mempertahankan
temperatur di dalam media yang didinginkan agar tetap konstan
dengan menjalankan dan menghentikan kompresor secara otomatis. Pada
thermostat ini dilengkapi dengan bulb yang berfungsi sebagai sensor
perubahan temperatur, jika temperatur yang diinginkan telah
tercapai maka bulb terisi dengan fluida tersebut mengirimkan sinyal
untuk memutuskan arus listrik sehingga kompresor berhenti bekerja.
Gambar 21. TermostatD. Siklus Refrigerasi Kompresi UapSiklus
refrigerasi komp[resi uap ditunjukkan dalam Gambar 1 dan 2 dan
dapat dibagi menjadi tahapan-tahapan berikut :1 2. Cairan
refrigeran dalam evaporator menyerap panas dari sekitarnya,
biasanya udara, air atau cairan proses lain. Selama proses ini
cairan merubah bentuknya dari cair menjadi gas, dan pada keluaran
evaporator gas ini diberi pemanasan berlebih/ superheated gas.2 3.
Uap yang diberi panas berlebih masuk menuju kompresor dimana
tekanannya dinaikkan. Suhu juga akan meningkat, sebab bagian energi
yang menuju proses kompresi dipindahkan ke refrigeran.3 4.
Superheated gas bertekanan tinggi lewat dari kompresor menuju
kondenser. Bagian awal proses refrigerasi (3-3a) menurunkan panas
superheated gas sebelum gas ini dikembalikan menjadi bentuk cairan
(3a-3b). Refrigerasi untuk proses ini biasanya dicapai dengan
menggunakan udara atau air. Penurunan suhu lebih lanjut terjadi
pada pekerjaan pipa dan penerima cairan (3b - 4), sehingga cairan
refrigeran didinginkan ke tingkat lebih rendah ketika cairan ini
menuju alat ekspansi.4 1. Cairan yang sudah didinginkan dan
bertekanan tinggi melintas melalui peralatan ekspansi, yang mana
akan mengurangi tekanan dan mengendalikan aliran menuju
evaporator.
Gambar 22. Gambaran skematis siklus refrigerasi kompresi uap
Gambar 23. Gambaran skematis siklus refrigerasi termasuk
perubahan tekanannyaE. RefrigeranRefrigeran adalah zat kerja utama
yang digunakan untuk menyerap dan mengalirkan kalor dalam sistem
refrigerasi. Semua refrigeran menyerap kalor pada temperatur dan
tekanan rendah selama evaporasi dan melepaskan kalor pada
temperatur dan tekanan tinggi selama proses kondensasi. Fluida
kerja yang disirkulasi di dalam siklus refrigerasi disebut
refrigeran primer, dan fluida kerja yang disirkulasi di luar siklus
refrigerasi disebut refrigeran sekunder.Syarat-syarat refrigeran
antara lain tekanan penguapan harus cukup tinggi, tekanan
pengembunan yang tidak terlalu tinggi, mempunyai titik didih dan
titik beku yang rendah,kalor/panas laten penguapan yang tinggi,
volume spesifik lebih kecil, koefisien kinerja tinggi,
konduktivitas termal yang tinggi viskositas yang rendah, konstanta
dielektrik yang kecil, nilai tahanan listriknya besar, tidak
korosif terhadap logam, tidak beracun, tidak berwarna dan tidak
berbau, tidak mudah terbakar atau meledak, dapat bercampur dengan
minyak pelumas kompresor, mempunyai struktur kimia yang stabil,
mudah dideteksi jika terjadi kebocoran, harganya murah, dan ramah
lingkungan.Refrigeran Halokarbon dan Dampaknya Terhadap
LingkunganRefrigeran yang termasuk dalam kelompok halokarbon
mempunyai satu atau lebih atom dari tiga atom halogen, klorin,
fluorin dan bromin.Chlorofluorocarbon (CFC)Refrigeran halokarbon
yang paling banyak dipakai adalah refrigeran CFC terutama CFC12
yang diperkenalkan pada tahun 1931, telah digunakan secara luas
pada sistem refrigerasi mulai dari water chiller sampai
refrigerator, AC mobil serta perlatan pengkondisi udara pada
alat-alat transportasi dan penyimpanan produk. Senyawa CFC termasuk
dalam kelompok zat yang merusak ozon karena mempunyai nilai ODP
yang tinggi. Ozone Depleting Potential (ODP) adalah potensi suatu
zat untuk merusak lapisan ozon.
Hydrochlorofluorocarbon (HCFC)Refrigeran HCFC mulai
diperkenalkan sebagai refrigeran transisi pengganti CFC Hal ini
disebabkan karena refrigeran HCFC ini masih dapat menyebabkan
kerusakan ozon, tetapi nilai ODP-nya lebih kecil dibandingkan CFC
serta masih mengandung gas-gas rumah kaca yang dapat menyebabkan
pemanasan global. Jenis refrigerant ini adalah HCFC-22 (R-22) yang
mempunyai temperatur buang yang tinggi dan keterbatasan untuk larut
dalam pelumas mineral yang digunakan pada sistem refrigerasi CFC12
sehingga membutuhkan penggantian kompresor.
Hydroflurocarbon (HFC)Refrigeran alternatif baru yang
dikembangkan selanjutnya adalah refrigeran HFC. Refrigeran HFC
(seperti HFC 134a) ini mempunyai sifat termodinamika yang hampir
sama dengan CFC12. Refrigeran ini mempunyai nilai ODP nol sehingga
tidak merusak ozon, tetapi masih mengandung gas gas rumah kaca yang
dapat meningkatkan pemanasan global. Dari segi penggunaan
refrigeran HFC ini membutuhkan minyak pelumas yang berbeda dengan
minyak pelumas yang dipakai pada sistem refrigerasi CFC. Jadi
refrigeran ini tidak dapat langsung diterapkan pada sistem
refrigerasi CFC karena membutuhkan penggantian kompresor.
Refrigeran Hidrokarbon sebagai Refrigeran Pengganti yang Ramah
LingkunganPenggunaan refrigeran yang ramah lingkungan mutlak
diperlukan untuk menjaga kelangsungan alam, sehingga benar-benar
ramah lingkungan. Salah satu refrigeran alami yang sedang
dikembangkan adalah refrigeran hidrokarbon yang menjadi topik
pembahasan pada penelitian ini. Dalam pemilihan hidrokarbon sebagai
alternatif pengganti CFC dan HCFC hal-hal yang harus diperhatikan
adalah titik didih pada tekanan normal (Normal Boiling Point),
kapasitas volumetrik refrigerasi dan efisiensi energi.Titik didih
ini harus diperhatikan untuk menjamin tekanan operasi yang hampir
sama dengan CFC dan HCFC untuk menghindari keperluan peralatan
tekanan tinggi seperti kompresor. Semakin tinggi titik didih
normalnya, kapasitas refrigerasi volumetrik harus dipertimbangkan
untuk menentukan jenis dan ukuran kompresor yang digunakan.
Efisiensi energi ditentukan pemakaian daya listrik
kompressor.Kelebihan dan KekuranganRefrigeran Hidrokarbon Kelebihan
refrigeran HC antara lain:a. Tidak diperlukan perubahan peralatan
utama yang sudah ada atau pembelian peralatan baru.b. Hidrokarbon
biasa dipakai dengan pelumas mineral maupun sintetis.c. Hidrokarbon
tidak menyebabkan kerusakan ozon dan pemanasan global karena ODP
yang dimiliki nol dan GWPnya kecil.d. Hidrokarbon tersedia
diseluruh dunia tanpa hak paten, sehingga diproduksi secara bebas
di negara manapun termasuk Indonesia, tidak seperti refrigeran
sintetis yang hanya diproduksi oleh perusahaan tertentu.e.
Kebutuhan hidrokarbon kurang dari separuh dibandingkan CFC. Adapun
kelemahan hidrokarbon adalah mudah terbakar, sehingga diperlukan
adanya aturan penggunaan yang harus dipenuhi dan prosedur
penggantian yang aman.a) Jenis-Jenis Refrigeran Dari jenisnya
refrigeran dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
1.1. Refrigeran alamiRefrigeran yang dapat ditemukan dialam,
namun demikian masih deperlukan pabrik untuk penambangannya dan
pemurniannya.contoh refrigeran alami : Hidrocarbon (HC) ;
Carbondioksida (CO2) ; Amonia (NH3) ;Jenis refrigeran ini tidak
mengandung chlor oleh sebab itu refriigeran ini tidak merusak
lapisan ozon (ODP=0).
Beberapa jenis refrigeran alami, sebagai berikut :REFRIGERANT
ODPR-11 1R-12 1R-22 0,056R-134a 0HC, CO2, NH3 0Tabel 1. Data
Refrigeran dengan nilai ODPnya
1.2. Refrigeran sintetikRefrigeran sintetik tidak terdapat
dialam, namun dibuat oleh manusia dari unsur-unsur kimia. Yang
termasuk kedalam kelompok refrigeran sintetik adalah :1. Refrigeran
CFC ( Chol-Fluor-Carbon )2. Refrigeran HCFC (
Hydro-Chol-Fluor-Carbon)
1.3. Persyaratan Refrigeran1. Tekanan penguapannya harus cukup
tinggi2. Tekanan pengembunan yang tidak terlampau batas3. Kalor
laten penguapan harus tinggi4. Volume spesifik (fasa gas) yang
cukup kecil5. Koefisien prestasi harus cukup tinggi6. Konduktifitas
thermal yang tinggi7. Viskositas yang rendah dalam fasa cair maupun
gas8. Konstanta dielekra harus kecil9. Stabil dan tidak bereaksi
dengan material yang dipakai10. Tidak beracun dan berbau11. Harus
mudah terdeteksi12. Mudah diperoleh dan harganya terjangkau13.
Ramah lingkungan1.4. Pengisian RefrigeranPengisian refrigeran ke
dalam sistem harus dilakukan dengan baik dan jumlah refrigeran yang
diisikan sesuai/ tepat dengan takaran. Kelebihan refrigeran dalam
sistem dapat menyebabkan temperatur evaporasi yang tinggi akibat
dari refrigeran tekanan yang tinggi.Selain itu dapat menyebabkan
kompresor rusak akibat kerja kompresor yang terlalu berat, dan
adanya kemungkinan liquid suction. Sebaliknya bila jumlah
refrigeran yang diisikan sedikit, dengan kata lain kurang dari yang
ditentukan, maka sistem akan mengalami\ kekurangan
pendinginan.sebaik mungkin dan karena Proses pengisian refrigeran
ke dalam sistem ada beberapa cara, diantaranya yaitu :1. Mengisi
sistem berdasarkan berat refrigeran.2. Mengisi sistem berdasarkan
banyaknya bunga es yang terjadi di evaporator.3. Mengisi sistem
berdasarkan temperatur dan tekanan.