Analisis regresi linier temperatur simulasi dan temperatur pengukuran pada tangki dan bedeng dari masing-masing perlakuan ditunjukkan pada Gambar 22 sampai dengan Gambar 27.
Gambar 22. Diagram pencar dan garis regresi temperatur tangki simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan tanpa pendinginan nutrisi
y = 0.816x + 3.246 R² = 0.661 22 24 26 28 30 32 34 36 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatur tangki simulasi ( oC)
Temperatur tangki ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi)
Gambar 23. Diagram pencar dan garis regresi temperatur bedeng simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan tanpa pendinginan nutrisi
Gambar 24. Diagram pencar dan garis regresi temperatur tangki simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan pendinginan nutrisi siang-malam
y = 0.801x + 4.130 R² = 0.681 22 24 26 28 30 32 34 36 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatur bedeng simulasi ( oC)
Temperatur bedeng ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi) y = 0.774x + 3.868 R² = 0.748 15 17 19 21 23 25 27 29 31 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Temperatur tangki simulasi ( oC)
Temperatur tangki ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi)
Gambar 25. Diagram pencar dan garis regresi temperatur bedeng simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan pendinginan nutrisi siang-malam
Gambar 26. Diagram pencar dan garis regresi temperatur tangki simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan pendinginan nutrisi malam hari
y = 0.847x + 1.157 R² = 0.733 15 17 19 21 23 25 27 29 31 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Temperatur bedeng simulasi ( oC)
Temperatur bedeng ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi) y = 0.766x + 4.463 R² = 0.8 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatur tangki simulasi ( oC)
Temperatur tangki ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi)
Gambar 27. Diagram pencar dan garis regresi temperatur bedeng simulasi dan temperatur pengukuran pada perlakuan pendinginan nutrisi malam hari
Berdasarkan grafik pencar dan garis regresi di atas, penyimpangan temperatur simulasi terhadap temperatur pengukuran tergambarkan pada nilai a, b dan R2 yang diperoleh. Nilai a pada persamaan-persamaan regresi linier validasi berada pada angka 0.773 hingga 0.847, sedangkan nilai b berada pada angka 1.157 hingga 4.463. Nilai koefisien determinasi yang diperoleh dari validasi simulasi temperatur nutrisi di tangki dan bedeng tanaman yang terendah berada pada validasi simulasi temperatur nutrisi di tangki perlakuan tanpa pendinginan nutrisi sebesar 0.661 dan tertinggi pada validasi simulasi temperatur nutrisi di bedeng tanaman perlakuan pendinginan nutrisi malam hari sebesar 0.800.
Grafik regresi linier temperatur nutrisi simulasi terhadap temperatur nutrisi pengukuran pada tangki dan bedeng tanaman masing-masing perlakuan menunjukkan bahwa simulasi cukup akurat untuk menduga temperatur nutrisi di tangki dan bedeng tanaman pada tingkat kesesuaian di atas 65%. Teknik pendugaan temperatur dengan menerapkan prinsip pindah panas dan keseimbangan termal ini juga pernah diteliti oleh Murniwaty (2008), hasil yang
y = 0.773x + 3.835 R² = 0.774 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Temperatur bedeng simulasi ( oC)
Temperatur bedeng ukur (oC) Temperatur larutan nutrisi Linear (Temperatur larutan nutrisi)
diperoleh kurang akurat bila dibandingkan dengan penggunaan Artificial
Neural Network (ANN).
Kesalahan atau yang ditunjukkan pada validasi di atas kemungkinan disebabkan karena penggunaan konstanta pada model yang diperoleh dari literatur, penggunaan data kecepatan angin bukan pada hari yang sama dengan pengukuran, penempatan alat ukur temperatur yang kurang baik dan kondisi lapangan yang tidak sesuai dengan treatment dan penggunaan nilai rata-rata (temperatur bedeng dan overall heat transfer bedeng maupun tangki) pada waktu siang dan malam hari.
F. Simulasi
Simulasi terdiri dari 3 skenario yang berbeda terhadap ketiga perlakuan pendinginan nutrisi. Pada tabel hasil skenario di bawah, perlakuan 1 adalah perlakuan tanpa pendinginan nutrisi, perlakuan 2 adalah perlakuan pendinginan nutrisi siang-malam dan perlakuan 3 merupakan perlakuan pendinginan nutrisi malam hari.
1. Skenario 1
Untuk panjang bedeng 20 m, kisaran temperatur larutan nutrisi di tangki dan di bedeng perlakuan 1, 2 dan 3 serta temperatur rata-rata harian disajikan pada Tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 1, 2 dan 3 pada kondisi panjang bedeng 20 m
Temperatur, oC
Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng Tangki Bedeng Minimum 22.4 22.3 18.6 19.3 19.5 20.0 Maksimum 34.7 34.8 31.0 31.9 34.7 34.8 Rata - rata harian 27.4 27.4 23.5 24.2 25.9 26.2
Sedangkan pada kondisi panjang bedeng tanaman 50 m variasi temperatur nutrisi di tangki dan bedeng diberikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 1, 2, dan 3 pada kondisi panjang bedeng 50 m
Temperatur, oC
Perlakuan 1 Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng Tangki Bedeng Minimum 22.1 22.1 20.1 20.8 20.8 21.2 Maksimum 35.4 35.5 33.4 34.2 35.4 35.5 Rata - rata harian 27.4 27.4 25.2 25.9 26.6 26.9
Berdasarkan kedua tabel data simulasi temperatur nutrisi di atas, nilai temperatur maksimum-minimum serta temperatur harian rata-rata di tangki dan bedeng tanaman meningkat atau setidaknya sama apabila panjang bedeng tanaman ditingkatkan. Penambahan panjang bedeng berarti juga penambahan luas permukaan yang bersentuhan dengan udara luar sehingga kalor yang diterima oleh nutrisi di dalam bedeng dari lingkungan sekitarnya juga bertambah.
2. Skenario 2
Besarnya kapasitas unit pendingin (Q) perlakuan 2 adalah 0.236 kW, sedangkan untuk perlakuan 3 adalah 0.192 kW. Berikut disajikan tabel temperatur nutrisi hasil simulasi di tangki dan bedeng tanaman pada kondisi kapasitas pendingin setengah dan dua kali dari kapasitas pendingin percobaan.
Tabel 5. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 2 dan 3 pada kondisi kapasitas pendingin Q/2
Temperatur, oC
Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng Minimum 19.4 19.7 20.4 20.7 Maksimum 30.2 30.7 33.3 33.4 Rata-rata harian 23.6 24.0 26.0 26.1
Tabel 6. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 2 dan 3 pada kondisi kapasitas pendingin 2Q
Temperatur, oC
Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng
Minimum 9.5 13.0 12.0 10.9 Maksimum 22.0 33.1 33.1 24.0 Rata-rata harian 14.8 22.5 22.0 16.2
Tabel 5 dan Tabel 6 menunjukkan apabila kapasitas kalor yang diserap pendingin ditambah maka akan semakin menurunkan temperatur nutrisi di bedeng dan tangki. Temperatur nutrisi simulasi yang perlu diperhatikan adalah temperatur nutrisi pada bedeng tanaman, karena di bedenglah daerah perakaran tanaman berada. Temperatur nutrisi dapat diatur agar menjadi rendah dengan menggunakan unit pendingin yang sesuai kapasitasnya.
3. Skenario 3
Temperatur nutrisi simulasi dari kondisi interval waktu operasi unit pendingin 30 menit dan 60 menit diberikan pada Tabel 7 dan 8 di bawah ini.
Tabel 7. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 2 dan 3 pada kondisi selang waktu 30 menit
Temperatur, oC
Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng Minimum 16.8 17.6 18.1 20.5 Maksimum 33.4 33.4 33.4 33.4 Rata-rata harian 23.9 24.3 25.9 26.1
Tabel 8. Temperatur nutrisi simulasi di tangki dan bedeng perlakuan 2 dan 3 pada kondisi selang waktu 60 menit
Temperatur, oC
Perlakuan 2 Perlakuan 3 Tangki Bedeng Tangki Bedeng Minimum 16.8 17.6 18.1 20.5 Maksimum 33.4 33.4 33.4 33.4 Rata-rata harian 23.9 24.3 25.9 26.0
Perbedaan kedua selang waktu tersebut menghasilkan selang temperatur nutrisi minimum-maksimum dan temperatur nutrisi harian rata- rata yang sama, tetapi sedikit lebih tinggi dari tanpa selang waktu. Pola grafik perubahan temperatur nutrisi kedua perlakuan ini bergelombang pada bagian dimana saat selang waktu operasional unit pendingin disimulasikan.
Berdasarkan hasil ketiga skenario yang disimulasikan, terdapat beberapa keadaan yang dapat diatur agar kondisi temperatur optimum di daerah
perakaran tanaman di bedeng NFT dapat tercapai. Kondisi optimum ini didasarkan pada kisaran temperatur optimum bagi tanaman tomat yaitu 20 oC hingga 30 oC serta memiliki selisih temperatur siang dan malam yang besar. 1. Pada simulasi penambahan panjang bedeng tanaman, keadaan optimum
tercapai pada panjang bedeng 20 m perlakuan pendinginan nutrisi siang- malam dengan kisaran temperatur nutrisi di bedeng 19.3 oC hingga 31.9 o
C. Perlakuan lain dengan panjang bedeng 20 m dan 50 m menghasilkan temperatur nutrisi yang terlalu tinggi di siang hari, pada kisaran 35 oC. Semakin panjang bedeng tanaman yang digunakan maka temperatur nutrisi yang diperoleh juga semakin tinggi. Keadaan ini berakibat tidak baik bagi pertumbuhan akar tanaman yang dibudidayakan.
2. Apabila kapasitas unit pendingin diubah, sebaiknya tidak terlalu besar. Penambahan kapasitas unit pendingin yang terlalu besar akan menurunkan temperatur minimum di bawah kisaran temperatur optimum. Kapasitas unit pendingin 0.192 kW pada perlakuan pendinginan nutrisi malam hari dalam percobaan sebenarnya sudah cukup sesuai untuk tanaman, yaitu 18.1 oC hingga 33.3 oC. Akan tetapi, kondisi optimum lain juga tercapai pada penggunaan kapasitas pendingin setengah dari Q (0.118 kW) apabila perlakuan pendinginan nutrisi siang-malam yang diterapkan, temperatur nutrisi di bedeng yang didapat berkisar dari 19.7 oC hingga 30.7 oC.
3. Simulasi interval waktu operasi unit pendingin akan mencapai kondisi optimum untuk daerah perakaran tanaman pada interval 60 menit dengan perlakuan pendinginan nutrisi malam hari dibanding interval 30 menit.
Range temperatur yang didapat 20.5 oC hingga 33.4 oC. Selain kondisi
tersebut sesungguhnya kisaran temperatur nutrisi di bedeng yang optimum telah tercapai pada perlakuan pendinginan siang-malam dengan kisaran temperatur nutrisi dari 18.1 oC hingga 33.4 oC. Pemberian interval operasi pada unit pendingin tentu saja akan bermanfaat dalam penghematan energi listrik yang digunakan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN