Disain dan Uji Penampilan Bak Pendingin Air untuk Menentukan Sifat Termofisik Bahan Pertanian

(1)

Dia

m h k m

untukau

derzgan

air

i t u

ta-

n e t a n a ~ a ~ ,

&tun,

p o h

k u m ,

anggur

dan b u a h h a h n .

.%mgg&nya

&a

de-

nikian

iix

mqjadi

tanda

w-

b x m

vgRg

memikirkmnya.

(a?.

An

N a N

:

11)

Untuk kedua orang tuaku t e r -

c i n t a , kakak dan adik-adikku,

s e r t a I c a , I f a n dan Iyang t e r -

(2)

s-e

DISAlN DAN

UBl

PERAMPILA114

BWK

PENDINGIN

AIR

BBNTUK BNIENENTUKAM SlFAB TERlVIOFlSBK BAOBAB PERBANIAN

OIeh

DADAN KUSDIANA

F

24.

1410

1 9 9 1

FAKULTAS

TEKNOLOGI

PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

(3)

DADRN K U S D I A N A . F24.

1410.

D i s a i n dan U j i Penampilan Bak P e n d i n g i n A i r Untuk Menentukan S i f a t T e r m o f i s i k

Bahan P e r t a n i a n . D i bawah bimbingan D r . Kamaruddin

A b d u l l a h dan I r . Mad Yamin.

S a l a h s a t u s i f a t t h e r m o f i s i k bahan p e r t a n i a n yang

cukup p e n t i n g dalam p r o s e s p e n d i n g i n a n a d a l a h d i f u s i v i -

t a s panas. D i f u s i v i t a s panas

( a )

a d a l a h s u a t u parameter yang t e r g a n t u n g kepada z a t i t u s e n d i r i .

N i l a i d i f u s i v i t a s panas d a r i s u a t u bahan p e r t a n i a n

d a p a t d i g u n a k a n u n t u k menggambarkan d i s t r i b u s i perubahan

suhu s e p a n j a n g r a d i u s buah selama p r o s e s p e n d i n g i n a n

b e r l a n g s u n g .

T u j u a n p e n e l i t i a n i n i a d a l a h membuat bak p e n d i n g i n

a i r u n t u k menentukan n i l a i a bahan-bahan p e r t a n i a n .

Se-

b a g a i c o n t o h p e n g u j i a n d i a m b i l sample buah Melon ( G u r u -

m i s M e l o L ) yang h a s i l n y a kemudian d i v a l i d a s i k a n dan

j u g a d i b a n d i n g k a n dengan h a s i l p e n e l i t i a n sebelumnya.

B e r d a s a r k a n h a s i l pengukuran d i k e t a h u i bahwa u n t u k

m e n d i n g i n k a n s a t u buah melon h i n g g a suhu pusatnya menca-

p a i 10% d i b u t u h k a n waktu r a t a - r a t a sebesar 180 m e n i t

dengan suhu a i r p e n d i n g i n d i p e r t a h a n k a n k o n s t a n pada 9

+ 1

Oc.

-

D a r i h a s i l p e n g u j i a n d i p e r o l e h k a p a s i t a s p e n d i -

(4)

7 . 2 " ~ dan suhu k o n d e n s a s i 4 2 . 6 O ~ a d a l a h 2.442 kW ( 0 . 7

T R ) dan e f e k r e f r i g e r a s i 153.368 kJ/kg.K dengan n i l a i

COP sebesar 6.01. Bak yang d i b u a t b e r u k u r a n 2 m x

1

m x 1 m dengan j u m l a h a i r 1000 l i t e r .

Ada beberapa c a r d yang d a p a t digunakan u n t u k menen-

t u k a n n i l a i d i f u s i v i t a s panas d a r i s u a t u buah dengan

bentuk t e r t e n t u . Untuk buah b e r b e n t u k b u l a t , s a l a h s a t u

c a r a yang p a l i n g mudah dan c e p a t a d a l a h pemecahan nume-

r i k perasamaan F o u r i e r a t a u d i s i n q k a t denqan Hetoda Nu-

m e r i k ( F i n i t e D i f f e r e n c e ) . S e l a i n i t u metoda i n i t i d a k

memerlukan k o n d i s i b a t a s t e r t e n t u s e h i n g g a suhu medium

b i s a berubah.

Dalam t u l i s a n i n i d i d a p a t k a n bahwa n i l a i d i f u s i v i -

t a s panas

( a )

u n t u k buah Melon

(Cururnis

M e l o

L )

Sky Roc-

k e t yang d i t e n t u k a n dengan mengqunakan Metoda Numerik

2

a d a l a h 0.112 0.370 cm / m e n i t . N i l a i i n i merupakan

n i l a i r a t a - r a t a d a r i 9 k a l i pengukuran dengan suhu a i r

dan b e r a t s e r t a d i m e n s i melon yang r e l a t i f sama.

J i k a d i b a n d i n g k a n dengan a h a s i l p e n e l i t i a n sebe-

lumnya o l e h Umar s o o t i n g t a h u n 1987, h a s i l n y a t e r n y a t a

l e b i h b e s a r 16.7 p e r s e n , meskipun d e m i k i a n h a s i l yang

d i p e r o l e h pada percobaan i n i m a s i h dalam s e l a n g h a s i l

d a r i p e n e l i t i a n sebelumnya.

J i k a d i l i h a t d a r i k e t e p a t a n pendugaan suhunya, ha-

(5)

latif s a m a yaitu

9 8 . 0 6 % .

Paoa penelltian

sebelumnya

nilai ketepatan pendugaan suhunia adalah 97.28

%

.

Dari

hasil pengujian statlstik dengan tingkat ke-

percayaan

10

%

menunjukkan bahwa suhu yang didapatkan

dari pendugaan dengan menggunakan

a

rata-rata tidak ber-

beda nyata. Atau dengan kata lain nilai

a

yang didapat

c u k u p baik untuk menduga penut-unan suhu melon pada

pro-

s e s pra pendinginan

( p r e

c o o l i n g ) .

Pemakaian metoda Numerik sebaiknya menggunakan data

dari s u h u dugaan dari kurvanya agar penurunan

suhunya

lebih teratur sehingga nila

a

yang didapat mempunyai va-

(6)

RIWfiYAT HIDUP

Penulls dilahirkan di Sumedang pada tanggal 29

Desember

1968

dari pasangan Bapak Ayo Taryo dan Ibu D o h ,

merupakan anak ke tiga dari enam bersaudara.

Selanjutnya penulis dibesarkan dan

mendapatkan

pendidikan formal sejak Sekolah Dasar sampai dengan SMA

di tempat yang sama, yaitu S D N Sukatali, SMPN

I

Situraja

dan SMAN Situraja, Sumedang.

Pada tahun

1987, Penulis diterima di

IPB melalui

jalur Sipenmaru dan pada tahun 1988 diterima di jurusan

(7)

D I S A I N D A N U J I F E N A M P I L A N

B A K P E N D I N G I N A I R

U N T U K M E N E N T U K A N S I F A T T E R M O F I S I E F A H A N F E R T A N I A N

S K R I P S I

S e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n t u k m e m p e r o l e h g e l a r

S A R J A N A T E K N O L O G I P E R T A N I A N

pada J u r u s a n M E K A N I S A S I P E R T A N I

A N

F a k u l t a s Teknologi P e r t a n i a n

Institut P e r t a n i a n B o g o r

O l e h

D A D A N KUSDIANA

F24

1410

1

9

1

F A K U L T A S T E K N O L O G I P E R T A N I A N

I N S T I T U T F E R T A N I A N F O G O R

(8)

I N S T I T U T P E R T A N I A N B O G O R

F A E U L T A S T E Y N O L O G I F E R T A N I A N

D I S A I N D A N U J I F E N A M F I L A N

R A E P E N D I N G I N A I R

U N T U E M E N E N T U K A N S I F A T T E R M D F I S I E B A H A N F E R T A N I A N

SKRIPSI

S A R J A N A

TEKNOLOGI PERTANIAN

p a d a J u r u s a n HEKANISASI PERTANIAN

F a k u l t a s T e k n o l o g i P e r t a n i a n

I n s t i t u t P e r t a n i a n B o g o r

O l e h

DADAN RUSDIANA

FZ4 1410

L a h i r T a n g g a l

:

29

D e s e m b e r

1968

d i S u m e d a n g

T a n g g a l L u l u s

:

\6

P

m

b

n

r

&YQI

--

D o s e n P e m b i m b i n g I 1

/

H

K a m a r u d d i n A b d u l l a h

J

(9)

K A T A PENGANTaR

B l s m i

l l a h i r r a h m a n n i r r a c h i m

P u j i dan s y u k u r k e h a d l i r a t A l l a h SWT y a n g t e i a h

m e m b e r i k a n p e t u n j u k d a n rahmat-Nya s e h i n g g a t u l i s a n i n 1

d a p a t s a y a s e l e s a i k a n .

S e i e s a i n y a s k r i p s i i n i t i d a k l e p a s d a r i b a n t u a n dan

d o r o n g a n d a r i b e r b a g a i p i h a k . U n t u k semua k e b a i k a n i t u ?

s a y a i n g i n menyampaikan t e r i m a k a s i h yang s e b e s a r -

b e s a r n y a k e p a d a :

I.

Kedua o r a n g t u a s e r t a k a k a k dan a d i k - a d i k k u t e r c i n t a

a t a s doa dan semangat y a n g s e l a l u d i b e r i k a n .

2 . Bapak D r . H. K a m a r u d d i n A b d u l l a h s e l a k u d o s e n pem-

b i m b i n g y a n g t e l a h b e g i t u s a b a r membimbing s a y a .

3. Bapak. I r . M. Yamin a t a s b i m b i n g a n dan k e b a i k a n n y a .

4 . J I C A - I P B a t a s b a n t u a n d a n a pada p e n e l i t i a n i n i .

5 . Rapak I r . S u r o s o s e l a k u d o s e n p e n g u j i .

6 .

Ternan-teman a n g g o t a RBF/PBS dan a n g g o t a l a b . EEP a t a s

b a n t u a n d a n masukannya.

6 .

_Semua _{p i h a k} _{y a n g} _{t e l a h membantu} _dan _{t i d a k} _{d a p a t}

d i s e b u t k a n s a t u p e r s a t u d i s i n i .

A k h i r n y a k e k u r a n g a n - k e k u r a n g a n yang ada a d a l a h

k a r e n a k e t e r b a t a s a n s a y a . Semoga t u l i s a n i n i d a p a t

b e r m a n f a a t k h u s u s n y a b a g i b i d a n g k e t e k n i k a n p e r t a n i a n .

(10)

HAL.AMAN

Kata Pengantar

. . .

ili

Daftar Tabel

...

vi

Daftar Gambar

...

vil

Daftar Lampiran

...

viii

...

Nomenklatur

i

x

I. PENDAHULUAN

...

A. Latar Belakaog

1

B. Tujuan

...

3

1 1 .

TINJAUAN PUISTAKA

...

k .

Sekilas Tentang Melon

4

...

8.

S i f a t Thermofisik Bahan Pertanian

6

C. Penelitian-penelitian Sebelumnya Mengenai

...

Difusivitas Panas

8

!

1 1 1 .

METODOLOGI PENELITIAN

A.

Penentuan Nilai

a Dengan Netoda Numerik

..

17

...

B.

Penentuan Ketepatan Nilai

a

19

IV. BAHAN D A N PROSEDUR PERCOBAAN

A.

Bahan

...

2 1

B. Alat

...

22

C. Waktu dan Tampat Penelitian

...

22

D.

Prosedur Penelitlan

...

23

V. HASIL D A N PENBAHASAN

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

(112)

(113)

(114)

(115)

(116)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

Dia

m h k m

untukau

derzgan

air

i t u

ta-

n e t a n a ~ a ~ ,

&tun,

p o h

k u m ,

anggur

dan b u a h h a h n .

.%mgg&nya

&a

de-

nikian

iix

mqjadi

tanda

w-

b x m

vgRg

memikirkmnya.

(a?.

An

N a N

:

11)

Untuk kedua orang tuaku t e r -

c i n t a , kakak dan adik-adikku,

s e r t a I c a , I f a n dan Iyang t e r -

(124)

s-e

DISAlN DAN

UBl

PERAMPILA114

BWK

PENDINGIN

AIR

BBNTUK BNIENENTUKAM SlFAB TERlVIOFlSBK BAOBAB PERBANIAN

OIeh

DADAN KUSDIANA

F

24.

1410

1 9 9 1

FAKULTAS

TEKNOLOGI

PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

(125)

DADRN K U S D I A N A . F24.

1410.

D i s a i n dan U j i Penampilan Bak P e n d i n g i n A i r Untuk Menentukan S i f a t T e r m o f i s i k

Bahan P e r t a n i a n . D i bawah bimbingan D r . Kamaruddin

A b d u l l a h dan I r . Mad Yamin.

S a l a h s a t u s i f a t t h e r m o f i s i k bahan p e r t a n i a n yang

cukup p e n t i n g dalam p r o s e s p e n d i n g i n a n a d a l a h d i f u s i v i -

t a s panas. D i f u s i v i t a s panas

( a )

a d a l a h s u a t u parameter yang t e r g a n t u n g kepada z a t i t u s e n d i r i .

N i l a i d i f u s i v i t a s panas d a r i s u a t u bahan p e r t a n i a n

d a p a t d i g u n a k a n u n t u k menggambarkan d i s t r i b u s i perubahan

suhu s e p a n j a n g r a d i u s buah selama p r o s e s p e n d i n g i n a n

b e r l a n g s u n g .

T u j u a n p e n e l i t i a n i n i a d a l a h membuat bak p e n d i n g i n

a i r u n t u k menentukan n i l a i a bahan-bahan p e r t a n i a n .

Se-

b a g a i c o n t o h p e n g u j i a n d i a m b i l sample buah Melon ( G u r u -

m i s M e l o L ) yang h a s i l n y a kemudian d i v a l i d a s i k a n dan

j u g a d i b a n d i n g k a n dengan h a s i l p e n e l i t i a n sebelumnya.

B e r d a s a r k a n h a s i l pengukuran d i k e t a h u i bahwa u n t u k

m e n d i n g i n k a n s a t u buah melon h i n g g a suhu pusatnya menca-

p a i 10% d i b u t u h k a n waktu r a t a - r a t a sebesar 180 m e n i t

dengan suhu a i r p e n d i n g i n d i p e r t a h a n k a n k o n s t a n pada 9

+ 1

Oc.

-

D a r i h a s i l p e n g u j i a n d i p e r o l e h k a p a s i t a s p e n d i -

(126)

7 . 2 " ~ dan suhu k o n d e n s a s i 4 2 . 6 O ~ a d a l a h 2.442 kW ( 0 . 7

T R ) dan e f e k r e f r i g e r a s i 153.368 kJ/kg.K dengan n i l a i

COP sebesar 6.01. Bak yang d i b u a t b e r u k u r a n 2 m x

1

m x 1 m dengan j u m l a h a i r 1000 l i t e r .

Ada beberapa c a r d yang d a p a t digunakan u n t u k menen-

t u k a n n i l a i d i f u s i v i t a s panas d a r i s u a t u buah dengan

bentuk t e r t e n t u . Untuk buah b e r b e n t u k b u l a t , s a l a h s a t u

c a r a yang p a l i n g mudah dan c e p a t a d a l a h pemecahan nume-

r i k perasamaan F o u r i e r a t a u d i s i n q k a t denqan Hetoda Nu-

m e r i k ( F i n i t e D i f f e r e n c e ) . S e l a i n i t u metoda i n i t i d a k

memerlukan k o n d i s i b a t a s t e r t e n t u s e h i n g g a suhu medium

b i s a berubah.

Dalam t u l i s a n i n i d i d a p a t k a n bahwa n i l a i d i f u s i v i -

t a s panas

( a )

u n t u k buah Melon

(Cururnis

M e l o

L )

Sky Roc-

k e t yang d i t e n t u k a n dengan mengqunakan Metoda Numerik

2

a d a l a h 0.112 0.370 cm / m e n i t . N i l a i i n i merupakan

n i l a i r a t a - r a t a d a r i 9 k a l i pengukuran dengan suhu a i r

dan b e r a t s e r t a d i m e n s i melon yang r e l a t i f sama.

J i k a d i b a n d i n g k a n dengan a h a s i l p e n e l i t i a n sebe-

lumnya o l e h Umar s o o t i n g t a h u n 1987, h a s i l n y a t e r n y a t a

l e b i h b e s a r 16.7 p e r s e n , meskipun d e m i k i a n h a s i l yang

d i p e r o l e h pada percobaan i n i m a s i h dalam s e l a n g h a s i l

d a r i p e n e l i t i a n sebelumnya.

J i k a d i l i h a t d a r i k e t e p a t a n pendugaan suhunya, ha-

(127)

latif s a m a yaitu

9 8 . 0 6 % .

Paoa penelltian

sebelumnya

nilai ketepatan pendugaan suhunia adalah 97.28

%

.

Dari

hasil pengujian statlstik dengan tingkat ke-

percayaan

10

%

menunjukkan bahwa suhu yang didapatkan

dari pendugaan dengan menggunakan

a

rata-rata tidak ber-

beda nyata. Atau dengan kata lain nilai

a

yang didapat

c u k u p baik untuk menduga penut-unan suhu melon pada

pro-

s e s pra pendinginan

( p r e

c o o l i n g ) .

Pemakaian metoda Numerik sebaiknya menggunakan data

dari s u h u dugaan dari kurvanya agar penurunan

suhunya

lebih teratur sehingga nila

a

yang didapat mempunyai va-

(128)

RIWfiYAT HIDUP

Penulls dilahirkan di Sumedang pada tanggal 29

Desember

1968

dari pasangan Bapak Ayo Taryo dan Ibu D o h ,

merupakan anak ke tiga dari enam bersaudara.

Selanjutnya penulis dibesarkan dan

mendapatkan

pendidikan formal sejak Sekolah Dasar sampai dengan SMA

di tempat yang sama, yaitu S D N Sukatali, SMPN

I

Situraja

dan SMAN Situraja, Sumedang.

Pada tahun

1987, Penulis diterima di

IPB melalui

jalur Sipenmaru dan pada tahun 1988 diterima di jurusan

(129)

D I S A I N D A N U J I F E N A M P I L A N

B A K P E N D I N G I N A I R

U N T U K M E N E N T U K A N S I F A T T E R M O F I S I E F A H A N F E R T A N I A N

S K R I P S I

S A R J A N A T E K N O L O G I P E R T A N I A N

pada J u r u s a n M E K A N I S A S I P E R T A N I

A N

F a k u l t a s Teknologi P e r t a n i a n

Institut P e r t a n i a n B o g o r

O l e h

D A D A N KUSDIANA

F24

1410

1

9

1

F A K U L T A S T E K N O L O G I P E R T A N I A N

I N S T I T U T F E R T A N I A N F O G O R

(130)

I N S T I T U T P E R T A N I A N B O G O R

F A E U L T A S T E Y N O L O G I F E R T A N I A N

D I S A I N D A N U J I F E N A M F I L A N

R A E P E N D I N G I N A I R

U N T U E M E N E N T U K A N S I F A T T E R M D F I S I E B A H A N F E R T A N I A N

SKRIPSI

S A R J A N A

TEKNOLOGI PERTANIAN

p a d a J u r u s a n HEKANISASI PERTANIAN

F a k u l t a s T e k n o l o g i P e r t a n i a n

I n s t i t u t P e r t a n i a n B o g o r

O l e h

DADAN RUSDIANA

FZ4 1410

L a h i r T a n g g a l

:

29

D e s e m b e r

1968

d i S u m e d a n g

T a n g g a l L u l u s

:

\6

P

m

b

n

r

&YQI

--

D o s e n P e m b i m b i n g I 1

/

H

K a m a r u d d i n A b d u l l a h

J

(131)

K A T A PENGANTaR

B l s m i

l l a h i r r a h m a n n i r r a c h i m

P u j i dan s y u k u r k e h a d l i r a t A l l a h SWT y a n g t e i a h

m e m b e r i k a n p e t u n j u k d a n rahmat-Nya s e h i n g g a t u l i s a n i n 1

d a p a t s a y a s e l e s a i k a n .

S e i e s a i n y a s k r i p s i i n i t i d a k l e p a s d a r i b a n t u a n dan

d o r o n g a n d a r i b e r b a g a i p i h a k . U n t u k semua k e b a i k a n i t u ?

s a y a i n g i n menyampaikan t e r i m a k a s i h yang s e b e s a r -

b e s a r n y a k e p a d a :

I.

Kedua o r a n g t u a s e r t a k a k a k dan a d i k - a d i k k u t e r c i n t a

a t a s doa dan semangat y a n g s e l a l u d i b e r i k a n .

2 . Bapak D r . H. K a m a r u d d i n A b d u l l a h s e l a k u d o s e n pem-

b i m b i n g y a n g t e l a h b e g i t u s a b a r membimbing s a y a .

3. Bapak. I r . M. Yamin a t a s b i m b i n g a n dan k e b a i k a n n y a .

4 . J I C A - I P B a t a s b a n t u a n d a n a pada p e n e l i t i a n i n i .

5 . Rapak I r . S u r o s o s e l a k u d o s e n p e n g u j i .

6 .

Ternan-teman a n g g o t a RBF/PBS dan a n g g o t a l a b . EEP a t a s

b a n t u a n d a n masukannya.

6 .

_Semua _{p i h a k} _{y a n g} _{t e l a h membantu} _dan _{t i d a k} _{d a p a t}

d i s e b u t k a n s a t u p e r s a t u d i s i n i .

A k h i r n y a k e k u r a n g a n - k e k u r a n g a n yang ada a d a l a h

k a r e n a k e t e r b a t a s a n s a y a . Semoga t u l i s a n i n i d a p a t

b e r m a n f a a t k h u s u s n y a b a g i b i d a n g k e t e k n i k a n p e r t a n i a n .

(132)

HAL.AMAN

Kata Pengantar

. . .

ili

Daftar Tabel

...

vi

Daftar Gambar

...

vil

Daftar Lampiran

...

viii

...

Nomenklatur

i

x

I. PENDAHULUAN

...

A. Latar Belakaog

1

B. Tujuan

...

3

1 1 .

TINJAUAN PUISTAKA

...

k .

Sekilas Tentang Melon

4

...

8.

S i f a t Thermofisik Bahan Pertanian

6

C. Penelitian-penelitian Sebelumnya Mengenai

...

Difusivitas Panas

8

!

1 1 1 .

METODOLOGI PENELITIAN

A.

Penentuan Nilai

a Dengan Netoda Numerik

..

17

...

B.

Penentuan Ketepatan Nilai

a

19

IV. BAHAN D A N PROSEDUR PERCOBAAN

A.

Bahan

...

2 1

B. Alat

...

22

C. Waktu dan Tampat Penelitian

...

22

D.

Prosedur Penelitlan

...

23

V. HASIL D A N PENBAHASAN