BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Data Percobaan
4.3.2 Data Percobaan Tangki Pendingin
4.3.2.1 Data Pendinginan Tangki Pendingin Sebelum Terisi Cairan
Susu Pasteurisasi
Pengambilan dan pengujian data pendinginan tangki pendingin sebelum terisi cairan susu pasteurisasi dimulai saat sistem pada PLC 2 pertama kali dijalankan. Sistem mulai dijalankan saat SCADA memberikan instruksi aktif pada PLC 2. Proses pendinginan pada tangki pendingin ini merupakan proses pendinginan awal atau pra pendinginan. Proses pendinginan ini berjalan dalam waktu 21 menit atau hingga selesainya proses pasteurisasi. Multimeter digital digunakan untuk mengetahui besarnya
suhu pada sensor LM 35. Komputer digunakan untuk mengetahui besarnya suhu pada memori data di dalam PLC 2. Data proses pendinginan awal atau pra pendinginan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Data pendinginan tangki pendingin sebelum terisi cairan susu pasteurisasi (suhu ruang 31°C) Suhu pada sensor suhu LM 35 (°C) Data digital dalam memori data (Hexa) Data digital dalam memori data (°C) Besarnya Galat (%) Waktu ke (menit) 29,2 - - - 0 27,2 56 26,8 1,47 5 24,5 4F 24,6 0,41 21
Berdasarkan pengujian diperoleh data bahwa setelahkomponentermoelektrik dihidupkan selama 5 menit, suhu ruang pada tangki pendingin turun dari 29,2 °C menjadi 27,2 °C. Data digital yang terdeteksi adalah 56 (hexa) atau setara dengan 26,8 °C. Suhu ruang pada tangki pendingin kembali turun menjadi 24,5 °C dengan data digital yang terdeteksi adalah 4F (hexa) atau setara dengan 24,6 °C pada menit ke 21. Error yang timbul dari hasil pengkonversian data analog ke data digital pada menit ke 5 adalah 0,4 °C (1,47 %), sedangkan pada menit ke 21 adalah 0,1 °C (0,4 %). Error yang terjadi diakibatkan oleh adanya galat pada rangkaian pengkondisi sinyal dan adanya pembulatan dari pengkonversian data analog ke data digital. Error yang dominan terjadi pada rangkaian pengkondisi sinyal, sedangkan error yang terjadi oleh adanya pembulatan dikarenakan keterbatasan dari ADC (CPM1A- MAD01).
4.3.2.2 Data Pendinginan Tangki Pendingin Setelah Terisi Cairan Susu
Pasteurisasi
Pengambilan dan pengujian data pendinginan tangki pendingin setelah terisi cairan susu pasteurisasi dimulai saat proses pasteurisasi telah selesai dijalankan dan susu pasteurisasi telah sepenuhnya mengisi tangki pendingin. Tangki pendingin akan mulai
terisi cairan susu pasteurisasi setelah menit ke 21. Susu pasteurisasi terlebih dahulu melewati pipa perantara dingin untuk melakukan pendinginan awal sebelum dilanjutkan di dalam tangki pendingin. Proses pengiriman susu pasteurisasi ke dalam tangki pendingin memerlukan waktu sekitar 15 menit.
Penuhnya tangki pendingin ditandai dengan tertekannya sensor limit switch atas 2 sebagai batas atas ketinggian cairan dari tangki pendingin. Proses pendinginan susu pasteurisasi dilakukan sampai suhu di dalam tangki pendingin mencapai set point 10 °C. Multimeter digital digunakan untuk mengetahui besarnya suhu pada sensor LM 35. Komputer digunakan untuk mengetahui besarnya suhu pada memori data di dalam PLC 2. Data pendinginan tangki pendingin setelah terisi cairan susu pasteurisasi pada suhu ruang 31 °C selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Data pendinginan tangki pendingin setelah terisi cairan susu pasteurisasi (suhu ruang 31°C) Suhu pada sensor suhu LM 35 (°C) Data digital dalam memori data (Hexa) Data digital dalam memori data (°C) Besarnya Galat (%) Waktu ke (menit) 28,4 58 27,4 3,525 0 27,4 54 26,2 4,38 2,42 26,4 52 25,6 3,03 7,56 25,4 4D 24 5,51 13,42 24 4B 23,4 2,5 20,22 23,4 48 22,4 4,27 24,34 22,4 45 21,5 4,02 31,46 21 41 20,3 3,33 39,16 20,4 3D 19 6,86 47,23 19,4 3B 18,4 5,15 56,22 18,4 38 17,5 4,89 67,57 17,4 34 16,2 6,89 78,54 16,4 32 15,6 4,88 90,55 15,4 2D 14 9,09 106,35 14,4 2B 13,4 6,94 128,21 13,4 27 12,1 9,7 153,18 12,4 26 12 3,22 169,42 11,4 23 11 3,51 193,31 11,2 23 11 1,78 198,55
Berdasarkan pengujian, waktu yang diperlukan untuk proses pemanasan pada tangki pasteurisasi hingga suhu 11,2 °C adalah 198,55 menit. Pada menit ke 0 data digital yang terdeteksi adalah 58 (hexa) atau setara dengan 27,4 °C, sedangkan pada menit ke 198,55 data digital yang terdeteksi adalah 23 (hexa) atau setara dengan 11 °C. Setiap data yang diambil akan timbul error antara suhu yang terdeteksi oleh sensor suhu LM 35 dengan data digital yang tersimpan di dalam memori data (DM) pada PLC 2. Error
maksimum yang timbul dari hasil pengkonverian data analog ke data digital adalah 1,3 °C (9,7 %) yaitu pada menit ke 153,18. Error yang terjadi diakibatkan oleh adanya error
pada rangkaian pengkondisi sinyal dan adanya pembulatan dari pengkonversian data analog ke data digital. Error yang dominan terjadi pada rangkaian pengkondisi sinyal, sedangkan error yang terjadi oleh adanya pembulatan dikarenakan keterbatasan dari ADC (CPM1A- MAD01). Jika data pendinginan tangki pendingin setelah terisi cairan susu pasteurisasi pada suhu ruang 31 °C disajikan dengan grafik, akan tampak seperti Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Grafik data pendinginan susu pasteurisasi pada tangki pendingin
(suhu ruang 31 °C)
Pada pengujian ini, data suhu pendinginan susu pasteurisasi berada pada range
Gambar 4.9. Delay time (td) adalah waktu yang diperlukan respon untuk mencapai setengah harga akhir yang pertama kali.
Nilai suhu awalnya adalah 28,4°C, sedangkan nilai suhu akhirnya adalah 11,2 °C. Nilai td dicari dengan menentukan nilai tengahnya. Nilai tengahnya adalah :
8 , 19 2 , 11 2 2 , 11 4 , 28 = + − °C
Berdasarkan Gambar 4.9 diperoleh nilai td adalah 57 menit. Rise time (tr) adalah waktu yang diperlukan respon untuk naik dari 10% sampai 90% dari harga akhir tanggapan pada sistem. Range suhunya tertetak diantara 11,2 °C – 28,4 °C. Nilai tanggapan sistem saat mencapai 10 % dan 90 % adalah :
(10%×(28,4 °C – 11,2 °C)) + 11,2 °C = 12,92 °C (90%×(28,4 °C – 11,2 °C)) + 11,2 °C = 26,68 °C
Berdasarkan Gambar 4.9, didapatkan waktu yang diperlukan untuk turun hingga tanggapan sistem 90 % adalah 8 menit. Waktu yang diperlukan untuk turun hingga tanggapan sistem 10 % adalah 164 menit. Lamanya waktu yang diperlukan respon untuk turun dari 90 % sampai 10 % adalah 156 menit. Hasil pengujian terhadap suhu ruang 32 °C dan 26 °C dapat dilihat pada Gambar 4.10 dan 4.11.
Gambar 4.10 Grafik data pendinginan susu pasteurisasi pada tangki pendingin (suhu ruang 32 °C)
Gambar 4.11 Grafik data pendinginan susu pasteurisasi pada tangki pendingin (suhu ruang 26 °C)
Berdasarkan grafik pada Gambar 4.9 sampai dengan Gambar 4.11 didapat nilai-nilai dari data td dan tr. Tabel 4.8 menunjukkan hasil data pengujian pada proses pendinginan tangki pendingin setelah terisi cairan susu pasteurisasi dengan tiga kali pengambilan data berdasarkan suhu ruang yang berbeda-beda.
Tabel 4.8 Data td, tr proses pendinginan susu pasteurisasi pada suhu ruang 26, 31 dan 32 °C
Suhu ruang (°C) td tr 26 41 menit 97 menit 31 57 menit 148 menit 32 59 menit 156 menit
Berdasarkan data pada Tabel 4.8, terlihat bahwa proses pendinginan susu pasteurisasi dipengaruhi oleh suhu ruang pada saat proses tersebut dilakukan. Semakin tinggi suhu ruang akan berakibat pada semakin lambatnya proses pendinginan susu pasteurisasi.
Perbandingan waktu proses pasteurisasi susu segar dengan proses pendinginan susu pasteurisasi cukup signifikan. Oleh karena itu, proses produksi pasteurisasi susu segar sebaiknya dilakukan dalam suhu ruang yang rendah agar diperoleh waktu produksi yang efektif. Berdasarkan pengujian ini, proses pasteurisasi dan pendinginan susu pasteurisasi paling baik dilakukan pada suhu ruang 26 °C.