Proposal Skripsi Fix (Indrabayu)

(1)

PROPOSAL SKRIPSI

(ME 091329)

MODIFIKASI DESAIN

MODIFIKASI DESAIN COLD STORAGE COLD STORAGE PENDINGIN IKANPENDINGIN IKAN KAPASITAS 10 TON

KAPASITAS 10 TON

USULAN BIDANG USULAN BIDANG

MARINE MACHINERY AND SYSTEM MARINE MACHINERY AND SYSTEM

(MMS) (MMS) Oleh : Oleh : M. INDRABAYU S.K M. INDRABAYU S.K NRP. 4208 100 077 NRP. 4208 100 077

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2013

(2)

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2013

USULAN SKRIPSI

(ME 091329)

A. RINGKASAN 1. PENGUSUL 1.1 Nama : M. Indrabayu S.K 1.2 NRP : 4208100077

2. CALON DOSEN PEMBIMBING 2.1 Calon Dosen Pembimbing 1:

Nama : Sutopo Purwono F. ST, M.Eng, Ph.D

NIP : 1975 1006 2002 12 1003

2.2 Calon Dosen Pembimbing 2:

Nama : Beni Cahyono, ST, MT

NIP : 1979 0319 2008 01 1008

3. MATERI SKRIPSI 3.1 Judul Skripsi

(3)

3.2 Bidang Studi

Bidang Studi yang diusulkan adalah mengenai bidang Marine Machinery and System.

3.3 Ikhtisar Skripsi

Memodifikasi rancangan Cold Storage untuk ikan dengan kapasitas 10 ton dengan metode kompresi uap (vapor compression), absorbsi, atau cascade. Dalam pembahasan ini melakukan pembaharuan pada Cold Storage tradisional yang kemampuan untuk mendinginkan masih membutuhkan waktu yang lama. Dimana dilakukan penganalisaan pada tiap – tiap komponen Cold Storage seperti isolator, dinding cold store, dan perangkat lain yang ada dalam Cold Storage. Dan akan di komparasi hasil dari desain yang baru dengan Cold Storage yang ada di lokasi.

3.4 Tempat Pelaksanaan

Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS.

B. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki banyak kekayaan laut didalamnya. Dari segi sumber daya laut, Indonesia merupakan negara yang sangat unggul dibandingkan dengan Negara-negara lain. Dengan letak yang strategis di daerah khatulistiwa , di antara 2 benua, dan 2 samudera. ditambah iklim tropis yang sejuk melengkapi keunggulan Negara tersebut. sekitar 16.777 pulau, yang memiliki garis pantai sepanjang 95.181 km2, menjadikan Indonesia memiliki kekayaan laut yang melimpah. Tidak hanya berbagai jenis ikan, atau binatang laut, namun juga mutiara dan minyak. Dengan adanya kekayaan laut yang besar, Indonesia kemudian menjadi salah satu negara pengekspor hasil laut.

Salah satu penghasil ikan terbesar adalah kalimantan, namun pada beberapa daerah di kalimantan tekhnologi perikanan masih tradisional. Salah satunya pada cold store, dimana untuk mendinginkan ikan masih membutuhkan waktu yang sangat lama. Sehingga proses pengiriman ikan akan menjadi terlambat. Hal tersebut akan berakibat menurunya nilai jual ikan, dikarenakan kualitas ikan yang menurun akibat

(4)

cold store diharapkan dapat meningkatkan proses pendinginan ikan dan meningkatkan nilai jual ikan.

2. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian penjelasan di atas, maka dapat dirumuskan berbagai permasalahan dalam penelitian ini, yaitu :

1. Apakah kinerja Cold Storage yang dirancang dapat bekerja lebih optimal dan efisien dari Cold Storage yang ada ?

2. Bagaimana distribusi temperature pada Cold Storage? 3. Bagaimana distribusi aliran udara pada Cold Storage?

3. Batasan Masalah

Dari permasalahan yang harus diselesaikan seperti di atas, maka perlu adanya batasan masalah. Hal ini bertujuan agar pembahasan pada skripsi ini t idak melebar

terlalu luas dan mempermudah dalam melakukan analisa. Batasan masalah pada skripsi ini yaitu :

1. Tidak menganalisa kinerja atau performance dari refrigerant. 2. Tidak melakukan analisa ekonomis

4. Tujuan

Adapun tujuan dari pengerjaan skripsi ini adalah

1. Melakukan modifikasi rancangan Cold Storage kapasitas 10 ton dengan waktu pendinginan kurang dari 8 jam menggunakan metode kompresi uap ( vapor

compression ) dan vertical ducting di dalam cold storage.

2. Untuk mengetahui efisiensi kinerja dari storage system yang akan dirancang, yaitu :

- Efisiensi sistem refrigerasi kompresi uap ( vapor compression ) - Distribusi aliran udara pada vertical ducting

- Insulasi pada ruang cold storage

C. TINJAUAN PUSTAKA

1. Perpindahan Panas

Panas merupakan energi yang berpindah karena perbedaan suhu. Panas berpindah dari suhu yang t inggi ke suhu rendah. Selain suhu berubah, atau dengan kata lain berubah fasa, panas ini nantinya akan merambat pada daerah lain. Hal ini disebut sebagai perpindahan panas. Cara perpindahan panas terdiri dari tiga macam, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.

(5)

2. Cold Storage

Semakin tinggi permintaan masyarakat akan ikan hasil tangkapan nelayan tradisional, akan berakibat semakin tinggi pula waktu yang harus dikeluarkan untuk menangkap ikan di laut. Hal ini akan berakibat pula pada baik buruknya proses penyimpanan ikan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, masalah yang terjadi

adalah kondisi ikan dipasaran sudah mengalami beberapa perubahan, kemudian akan berimbas pada nilai jual yang rendah. Hanya ikan yang bermutu bagus dan segar

akan memiliki nilai jual tinggi. Oleh karena itu, cara penyimpanan ikan harus benar dan tempat penyimpanan ikan memiliki insulasi yang bagus. Penyimpanannya pun biasanya menggunakan media pendingin sehingga disebut coolbox/Cold Storage.

Cold Storage merupakan perlengkapan yang harus dipenuhi pada kapal penangkap ikan maupun di pelabuhan. Alat ini digunakan untuk tempat penyimpanan ikan segar agar terhindar dari kerusakan ataupun kebusukan sehingga memiliki nilai jual tinggi. Cold Storage dengan insulasi yang bagus memiliki beberapa manfaat diantaranya :

1. Menghemat waktu pendinginan 2. Mengurangi resiko pembusukan

3. Dapat meningkatkan pendapatan nelayan 4. Mengurangi penyusutan hasil

5. Dapat mempercepat waktu distribusi ikan ke daerah yang lainnya.

3. Sistem Refrigerasi

3.1. Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ( Vapor Compression )

Sistem refrigerasi yang akan digunakan pada modifikasi ini ialah sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression) yang umum dan mudah dijumpai pada aplikasi sehari-hari. Pada sistem ini terdapat refrigerant, yakni suatu senyawa yang dapat berubah fase secara cepat dari uap ke cair dan sebaliknya. Pada saat terjadi perubahan fase dari cair ke uap, refrigerant akan mengambil kalor (panas) dari lingkungan. Sebalikya, saat berubah fase dari uap ke cair, refrigerant akan membuang kalor (panas) ke lingkungan sekitarnya. Jadi konsep yang dipakai dari sistem ini tidak berbeda jauh dari konsep perpindahan kalor (panas).

(6)

Sumber : http://www.slideshare.net/fanoja/pemahaman-tentang-sistem-refrigerasi

Gambar 1. Sistem refrigerasi kompresi uap (vapor compression)

Refrigerasi kompresi uap ideal mengacu kepada konsep system carnot dimana pada system ini akan diperoleh sejumlah energi masuk yang digunakan sama dengan energi yang diperoleh untuk dimanfaatkan. Pada kondisi semacam ini tidak ada perubahan berarti yang mempengaruhi unjuk kerja sistem. Akan tetapi kondisi yang akan diraih dengan konsep ideal ini tidak dapat tercapai. Jumlah energi yang masuk tidak dapat diubah seluruhnya diubah menjadi energi yang diperoleh untuk dimaanfaatkan. Secara matematis dihitung melalui koefisien unjuk kerja atau COP (Coefficient of Performance). Siklus refrigerasi kompresi uap sederhana memiliki empat komponen utama yaitu kompresor, kondensor, alat ekspansi dan evaporator . Proses yang terjadi pada keempat komponen tersebut ada lah sebagai berikut :

 Kompresi

Kompresi merupakan 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. Kompresor memompa refrigeran ke seluruh komponen melalui sistem pemipaan. Jenis kompresor berdasarkan cara kerja tekanannya yaitu kompresor torak (reciprocating), putar (rotary), screw, centrifugal, dan scroll. Sedangkan jenis kompresor berdasarkan pengaturan motornya dibedakan menjadi jenis terbuka (open type), semi hermetik dan hermetik.

 Kondensasi

Kondensasi merupakan 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). Untuk media pendingin udara bisa terjadi

(7)

secara konveksi alami maupun konveksi paksa (forced konvection). Pada sistem AC split, kondensor dan kompresor tergabung dalam condensing unit.

 Ekspansi

Ekspansi merupakan 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.

 Evaporasi

Setelah 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. Komponen evaporator ini yang secara langsung berhubungan dengan produk yang akan didinginkan. 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).

Sumber : http://teachintegration.wordpress.com/hvac-forum/basic/siklus-refrigerasi

Gambar 2.RefrigerasiCycle on Pressure-Enthalpy Diagram

Disamping keempat komponen utama tersebut di dalam sistem ini tedapat refrigeran yang merupakan fluida penyerap dan pelepas kalor. Refrigeran digunakan pada saat sistem refrigerasi ekspansi langsung, dimana pada sistem ini refrigeran berekspansi dan menguap di dalam pipa yang ditempatkan pada material yang didinginkan dan menyerap kalor laten penguapan dari material tersebut. Refrigeran

(8)

yang digunakan dalam sistem refrigerasi harus sesuai dengan jenis kompresor yang digunakan. Hal lain yang harus diperhatikan adalah karakteristik termodinamik yang antara lain meliputi temperatur dan tekanan penguapan serta temperatur dan tekanan pengembunan. Refrigeran yang digunakan harus memenuhi syarat-syarat seperti tidak beracun, tidak berwarna, tidak berbau , tidak mudah terbakar, tidak korosif, memiliki

titik didih dan titik beku yang rendah, dan lain sebagainya. Selain itu juga refrigeran harus ramah lingkungan seperti tidak merusak ozon ketika ter jadi kebocoran ke udara.

D. METODOLOGI

Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan metode berbasis analisa dengan membuat perancangan sistem peralataan ini kemudian dilakukan perhitungan pada sistem tersebut. Metodologi penulisan skripsi ini mencakup semua kegiatan yang akan dilaksanakan untuk memecahkan masalah atau melakukan proses analisa terhadap permasalahan skripsi. Untuk lebih jelasnya akan dijabarkan sebagai berikut :

1. Identifikasi dan Perumusan Masalah

Awal tahapan dalam perngerjaan skripsi ini adalah dengan mengidentifikasi permasalahan yang ada. Perlu juga perumusan masalah yang nantinya akan diselesaikan selama pengerjaan skripsi ini. Selain itu, juga terdapat batasan masalah. Hal ini dimaksudkan agar topik bahasan lebih mendetail dan tidak terlalu meluas. Juga akan memudahkan penulis dalam melakukan analisa masalah.

2. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan cara mengumpulkan berbagai referensi guna menunjang penulisan skripsi ini. Referensi yang diperlukan mengenai pembuatan ruang pendingin dapat dicari melalui berbagai media, antara lain:

 Buku  Jurnal  Artikel  Paper  Tugas akhir  Internet

Untuk pencarian berbagai referensi dan literatur dilakukan dibeberapa tempat, antara lain :

 Perpustakaan Pusat ITS  Ruang Baca FTK

 Laboratorium Mesin Fluida dan Sistem Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

(9)

Berbagai referensi dan literatur guna mendukung dalam pengerjaan skripsi ini.Utamanya berkaitan dengan pendinginan dan pengolahan ikan, kualitas ikan, sistem refrigerasi pada tempat penyimpanan/Cold Storage, perpindahan panas, isolasi panas, refrigeration system apparatus, media pendinginan, dan berbagai literatur yang saling mendukung.

3. Studi Lapangan dan Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan guna menunjang dalam pengerjaan skripsi ke depannya. Pengumpulan data-data dilakukan secara langsung di Tarakan, Kalimantan, yang diperlukan untuk merancang Cold Storage yaitu data macam insulasi, konduktivitas termal, desain Cold Storage yang ada dan data-data yang diperlukan demi menunjang pengerjaan tugas akhir, yaitu :

- Data dari sistem existing cold storage.

- Sistem insulasi ruang pada existing cold storage.

- Distribusi temperature pada ruang existing cold storage.

4. Perancangan Cold Storage

Setelah data-data yang dikumpulkan cukup memadai maka selanjutnya adalah membuat desain sistem. Pada tahapan ini, dilakukan sebuah perancangan Cold Storage. Adapun rancangan umum yang biasa dipakai untuk Cold Storage.

Sumber : http://www.fao.org/docrep/003/V3630E/V3630E08.htm

Gambar 3. Existing type Cold Storage

Kemudian dari contoh yang ada, akan dikembangkan lagi rancangannya. Metode yang dipakai dalam perancangan ini dapat menggunakan metode kompresi uap ( vapor compression ). Di bawah ialah contoh penggambaran draft layout drawing nya.

(10)

Gambar 4. Draft rancangan Cold Storage 5. Analisa Data dan Pembahasan

Pada tahap ini, dilakukan analisa hasil penggunaan Cold Storage yang sudah dirancang. Outputnya adalah nantinya apakah desain ini dapat lebih efisien dan optimal dan akan dikomparasi dengan data dari Cold Storage yang ada. Pada intinya, akan menjawab permasalahan yang ada.

6. Penarikan Kesimpulan dan Saran

Tahap ini merupakan tahapan akhir dimana dilakukan penarikan kesimpulan mengenai keseluruhan proses yang telah dilakukan. Selain itu, juga memberikan saran terkait dengan penelitian selanjutnya.

(11)

7. Flow Chart Pengerjaan Skripsi

Gambar 5. Flow Chart Pengerjaan Skripsi Selesai

Kesimpulan dan Saran Analisa Data dan Pembahasan

- Efisiensi sistem refrigerasi kompresi uap ( vapor compression )

- Distribusi aliran udara pada vertical ducting

- Insulasi pada ruang cold storage Mulai 1. Buku 2. Journal 3. Internet 4. Artikel 5. Paper

Studi Lapangan dan Pengumpulan Data - Data dari sistem existing cold

storage.

- Sistem insulasi ruang pada existing cold storage.

- Distribusi temperature pada ruang existing cold storage.

Identifikasi dan Perumusan Masalah

Studi Literatur

Perancangan Cold Storage System

“Metode kompresi uap ( vapor compression )”

(12)

E. JADWAL PELAKSANAAN

Jadwal kegiatan pelaksanaan penelitian dilaksanakan di semester genap tahun ajaran 2012-2013, diperkirakan terjadi antara awal januri sampai akhir juni perancangan dan penelitian ini dilakukan.

No Rencana Kegiatan

Bulan

Januari Februari Maret April Mei I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV 1 Identifikasi dan Perumusan

Masalah 2 Studi Literatur 3

Studi Lapangan dan Pengumpulan Data 4

Perancangan Cold Storage System

No Rencana Kegiatan

Bulan

Maret April Mei Juni I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV 5 Analisa Cold Storage System

6 Kesimpulan 7 Pembuatan Laporan

F. DAFTAR PUSTAKA

Sayogyo, Adi. 2006. “Studi Media Pendingin Ikan Pada Kapal Ikan Tradisional”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya

Ardianto, Rizki. 2013. “Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional Menggunakan Es Kering Dengan Penambahan Eutatic Gel”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

Asy’ari Aziz, Alwi. 2013. “Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional Dengan Memanfaatkan Es Kering”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

Holman, J. P. 1997. Perpindahan Kalor . Jakarta. Erlangga

Moh. Aris As’ari, Drs. Jaya. 2011. “Refrigeration System”, Refrigeration and Air Conditioning Technical Skill Program.

Melinder, Ake. Handbook on indirect refrigeration and heat pump system. Dept of Energy Technology, KTH

Setiawan, hidayat. 2006. “Analisa Pengaruh Pemanfaatan Es Kering Pada Cold Storage Kapal Ikan Tradisional Terhadap Kualitas Ikan”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem

(13)