PENINGKATAN PERPINDAHAN PANAS KONTAK LANGSUNG PADA PENCAIRAN BAHAN MAKANAN BEKU

(1)

PENINGKATAN PERPINDAHAN PANAS

KONTAK LANGSUNG PADA PENCAIRAN

BAHAN MAKANAN BEKU

Yazmendra Rosa

(1,2)

(1)

Laboratorium Surya, Departemen Teknik Mesin, ITB Bandung

(2)

Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Universitas Andalas Padang

ABSTRACT

Direct contact melting heat transfer of frozen product has been studied. Frozen meat is used as a working object in this experiment and metal plate is used as a melting apparatus. The experiment was carried out in room temperature where the frozen meat was brought into contact directly to upper plate surface while the lower side of the plate is in contact with the ambient air. In order to enhance melting process the upper surface of the plate is grooved to drain the water coming from melting ice. Contact surface area, the grooves width and the dept of grooves were varied in this experiment to the influence of those parameters and to obtain optimum geometric configuration, which give the faster melting time. Experimental research show that surface configuration of C123 (concentric grooved, 6 mm grooves depth, 5 mm grooves width and 10 mm surface contact) resulted improvement the rate of melting about 45 % or have correlation equal to 1,44 for 100-minute initial melting than flat plate one. The rate of melting would be more improve with addition of inclination of groove drain. The rate of frozen meat melting by grooved plate

was faster than of flat plate on experiment of 100x100 mm2, weights 150 grams and

required 15 minutes. At geometry A (unidirectional grooved) a correlation is obtained:

2 3 2 435 . 1 58 . 2 10 245 . 8 251 . 1 724 . 1 ,                                                 a c a c b c x b c b c a c b c a c 

This equation explains correlation between the rates of melting to variation of, the dept of grooves (a), wide of groove (b) and wide of contact surface (c) variable compared to that of flat plate.

Keywords: heat transfer, direct contact melting, frozen product

1. PENDAHULUAN

Sumber makanan ada beragam macam diantaranya dari nabati dan hewani. Bahan makanan setelah dipanen akan dikomsumsi oleh konsumen tetapi tidak akan habis semua, sehingga diperlukan pengawetan agar tidak rusak atau busuk. Pengawetan makanan dapat dilakukan diantaranya dengan pemanasan, pengeringan atau pembekuan.

Proses pengawetan makanan melalui pengolahan

dapat juga dilakukan dengan jalan pembuatan

manisan (candy manufacture), proses minuman (beverage processing), proses roti (bakery products), produk daging (meat products), produk unggas (poultry products), produk perikanan (fishery

products), minuman dan sayuran serta produk

harian lainnya[4].

Topik penelitian yang menjadi pokok permasalahan adalah setelah pengawetan bahan makanan dengan

pembekuan langsung terutama bahan makanan

daging atau sejenisnya. Setelah proses pembekuan,

tentunya dalam pengolahan selanjutnya untuk

dikomsumsi para konsumen akan mencairkannya

kembali agar dapat diolah sesuai dengan masakan yang akan dibuat.

Daging beku yang akan dikembalikan ke kondisi semula membutuhkan tempat pencairan dan waktu pencairan yang dapat dilakukan dengan sesingkatnya. Banyak bakteri daging akan berkembang pada jangkauan temperatur 0 oC sampai 65 oC, di mana kondisi ini merupakan daerah kerja dari pencairan daging tersebut[10].

Pada produk daging (meat), direkomendasikan

temperatur penyimpanan –29 oC untuk lama

penyimpanan dari 12 bulan atau lebih untuk beef,

lamb, pork dan harus diperhatikan serius pada

temperatur di atas –9oC[9]

Bejana atau tempat pencairan bahan beku akan

mengalami perpindahan panas kontak langsung

dengan objek bahan pencairan. Saito dan kawan (1992) telah melakukan metode lain yang lebih effisien untuk meningkatkan laju pencairan yaitu pelat pemanas yang terbagi dengan bagian alur (slots)

secara radial seperti “Gambar(1)”. Hal ini

(2)

yang terjadi walaupun luas permukaan selangnya tetap.

Gambar 1 Pelat dengan alur radial[3]

Penelitian bertujuan untuk mengetahui korelasi antara laju pencairan terhadap profil bidang kontak langsung pada bahan (objek melting) dan bermanfaat

untuk pencairan bahan makanan yang telah

dibekukan secara lebih cepat dan baik.

Pada eksperimen dilakukan analisa pada kondisi perpindahan panas satu dimensi dan pengujian

dilakukan pada kondisi lingkungan (free

Convection). Profil pelat yang dianalisa adalah

bagian yang berkontak langsung terhadap objek

melting dan bagian bawah pelat dibuat datar sebagai

asumsi yang sama untuk semua pelat.

2. PENCAIRAN DAN PEMBEKUAN (MELTING

AND SOLIDIFICATION)

Proses pencairan atau dekomposisi adalah proses penghancuran struktur kristal suatu material/zat. Besarnya energi yang dibutuhkan untuk proses penghancuran disebut energi fusi/panas fusi. Energinya dinamakan panas laten yang berfungsi sebagai penyimpan panas. Sedangkan pembekuan adalah proses penyatuan atau pengikatan kembali kristal-kristal yang telah hancur sehingga menjadi padat (solid), kedua proses ini dapat terjadi secara reversibel.

Jumlah panas yang dibutuhkan untuk mengubah material dari satu fasa ke fasa lainnya adalah

m m c

ma

h

Q





... (1) di mana, m = massa PCM,

am = fraksi yang melebur, hm = panas laten persatuan massa

Panas laten atau energi termal dapat disimpan melalui perubahan tingkat keadaan (perubahan fasa) yang reversibel. Perubahan tersebut dapat terjadi dari padat–gas atau cair–gas dan yang lazim adalah padat–cair. Secara praktis energi yang tersimpan juga melibatkan kontribusi kapasitas panas sensibel yang diberikan dengan persamaan[7]:









_







_

_

_

_

_









 



m pl i m ps m m T T T T p p m m

T

c

T

c

h

a

m

dT

mc

dT

mc

h

ma

Q

m i m 2 2 ... (2) di mana, Tm = temperatur melting, Ti = temperatur awal (Initial), T2 = temperatur akhir (final),

_

ps

c = panas spesifik rata-rata antara Ti dan Tm (solid),

_

pl

c = panas spesifik rata-rata antara Tm dan T2 (liquid)

3. PERPINDAHAN PANAS KONTAK LANGSUNG

Perpindahan panas pada dua permukaan akan

mengalami tahanan kontak termal di antara kedua permukaan benda. Dalam topik yang dikemukakan “Gambar(2)” menjelaskan perpindahan panas yang terjadi pada topik eksperimen yang akan dilakukan. Tahanan termal akan mengalami peningkatan sejalan dengan pencairan yang dialami oleh objek melting, di mana sifat dan bentuk geometris dari permukaan akan mempengaruhi besar kecilnya tahanan yang terjadi. Objek melting Pelat T~ T~ Tw To h~ Rw T~ Tw1 To Q Tw2 Rf 1 2

Gambar 2 Sistem perpindahan panas kontak langsung pada saat t = 0

Sistem pada gambar di atas adalah dua buah bahan

yang berbeda disatukan maka akan terjadi

perpindahan panas di mana pada posisi pertemuan

benda tersebut akan mengalami penurunan

temperatur secara tiba-tiba diakibatkan oleh tahanan kontak termal. Di mana Rf adalah hambatan yang diakibatkan oleh persinggungan kedua permukaan Kekasaran permukaan memegang peranan penting dalam penentuan tahanan kontak. Ada beberapa unsur yang menentukan perpindahan panas pada

(3)

sambungan apabila kedua permukaan masih merupakan permukaan yang datar yaitu konduksi antara zat padat dengan zat padat pada titik-titik singgung dan konduksi melalui gas yang terkurung pada ruang-ruang lowong yang terbentuk karena persinggungannya.

Kondisi topik eksperimen, pada saat t > 0

“Gambar(3)” objek bahan akan mencair dan

mengakibatkan tahanan kontak termal berpengaruh

sejalan dengan banyaknya pencairan yang

menghambat berkontaknya pelat dan objek bahan. Kondisi ini mempengaruhi tahanan total RT yang berhubungan dengan lapisan yang dibuat dari hasil pencairan objek dengan pelat.

Objek melting Pelat T~ T~ Tw To h~ RT T~ Tw To Q Rfilm

Gambar 3 Sistem perpindahan panas kontak langsung pada saat t > 0

Air dari hasil pencairan dikeluarkan dari kedua permukaan, agar dapat berkontak langsung dan tidak

menambah tahanan termalnya. Salah satu

alternatifnya adalah membuat alur pada pelat sehingga sebahagian pelat dapat langsung berkontak

dengan objek bahan, tetapi sebahagian lain

mengalami kondisi akibat pencairan. Pada

“Gambar(4)” menjelaskan kondisi alur dapat

mengalirkan cairan dan dapat membuat pelat

berkontak langsung dengan objek bahan.

Objek melting Pelat T~ T~ Tw1 To Tw2 Tw3 _R w T0 T~ Ra h~ Tw1 Tw2 Rw Tw3 Q Rf

Gambar 4 Perpindahan panas kontak langsung pada sistem pelat yang mempunyai alur profil Pada pelat yang langsung berkontak pada objek bahan, maka air dari hasil pencairan akan turun kesaluran profil bergantung pada luas bidang yang

berkontak langsung sehingga tahanan kontak termal antara kedua permukaan akan dapat dihindari. Pada objek bahan akan mengalami pengapungan jika air yang mencair mampu menahan berat dari beban objek, sebaliknya akan menekan air untuk mengalir

ke tempat yang lebih rendah. Alur-alur akan

mempercepat aliran air kesaluran yang bergantung pada volume air yang mencair terhadap kemampuan dari sistem alur yang diberikan. Pada prinsipnya semakin kecil permukaan alur yang berkontak dengan objek bahan akan mempermudah air yang mencair tersebut turun ke saluran dan tidak terjadi lapisan antara pelat dengan objek bahan, tetapi akan memperkecil luas penampang perpindahan panasnya. Hubungan kedua fenomena menjadi saling berkaitan dalam mempercepat laju pencairan pada objek bahan yang akan dicairkan melalui perpindahan panas berkontak antara kedua bahan.

4. IDEALISASI DAN PERENCANAAN

Objek bahan sebenarnya digunakan daging sapi dan objek identik sebagai bahan yang dapat mengantikan daging secara signifikan digunakan batu es dengan

modifikasi dan bentuk yang dapat mewakili

fenomena yang terlihat sebenarnya dan dapat terukur

untuk melihat hubungan setiap variasi yang

dilakukan.

Untuk melihat korelasi laju pencairan, modifikasi yang dilakukan pada eksperimen yaitu variasi profil bidang kontak langsung dengan objek melting seperti

yang terlihat pada “Gambar(5)”. Model-model

variasi pelat yang dilakukan adalah

b a

c

Gambar 5 Variasi profil pelat 1. Pelat Datar (a=0, b=0, c=100 mm).

Keterangan; a = ke dalaman aliran kanal, b = lebar aliran kanal, c = bidang yang berkontak langsung

2. Profil A berbentuk lurus

 Profil untuk melihat pengaruh kedalaman kanal

(a = divariasikan (6 mm, 4 mm, 2 mm), b = 5 mm, c = 5 mm).

 Profil untuk melihat pengaruh luas bidang kontak

a = 6 mm, b = 5 mm, c = divariasikan dgn hubungan c = b, c = 2b

(4)

a = 6 mm, b = divariasikan dengan hubungan b = 2c, c = 5 mm

3. Profil B adalah berbentuk bersilangan

4. Profil C adalah berbentuk diagonal

Pelat Datar merupakan profil referensi yang tidak mempunyai alur-alur tertentu. Pada pelat profil A, B dan C adalah pelat yang diberikan alur-alur yang mempengaruhi bidang kontak dengan objek melting

dengan memperhatikan syarat-syarat dalam

pembuatan pelat.(defenisi contoh A122 yaitu pelat geometris A dengan a = 6 mm, b = 5 mm dan c = 5 mm)

Pelat profil A dibuat dengan asumsi agar air yang mencair dapat mengalir dan meninggalkan objek

melting secara dua sisi bagiannya. Kemudian pelat

profil B diharapkan air tersebut mengalir ke empat sisi dari objek melting. Sedangkan pada pelat profil C

diharapkan air mengalir secara terpusat

meninggalkan objek melting dari titik tengahnya

Gambar 6 Pelat datar (referensi)

Persamaan kesetimbangan energi yang terjadi pada sistem objek melting adalah:

Qmelting= Qpelat+ Qlingkungan ... (3) di mana,

Qmelting = panas laten,

Qpelat = panas yang masuk ke sistem melalui

pelat,

Qlingkungan = panas yang masuk dari lingkungan langsung ke objek bahan.

Energi yang masuk ke sistem digunakan untuk merubah fasa bahan

Objek Bahan

Qpelat

Qlingkungan

Qlaten

(merubah fasa)

Gambar 7 Diagram kesetimbangan energi pada objek bahan

Energi yang masuk dari lingkungan (bagian atas

sistem pengujian) akan menambah terjadinya

pencairan terhadap bahan tetapi karena dilakukan pengujian dua sistem sekali jalan (pelat datar dan pelat profil) maka dalam perbandingan permasalahan tersebut dianggap sama. Energi yang masuk melalui pelat merupakan topik dari eksperimen yaitu

pelat loses bawah pelat melalui

Q





... (4)

dimana, Qloses adalah energi yang masuk melalui samping atau arah horizontal pelat (isolasi dan di atas pelat yang tidak berkontak dengan objek bahan). Korelasi laju pencairan antara pelat datar terhadap variasi pelat dapat diperoleh dengan hubungan persamaan sebagai berikut:











  d datar profil langsung ling datar pelat langsung ling profil pelat

A

f

v

Q

Pr,

. . ..(5)

di mana, v = volume terukur, Pr = Prandtl number, A/Ad= perbandingan luas permukaan kontak, fungsi f bergantung pada variabel bilangan Prandtl yaitu

k cp



Pr dan perbandingan luas permukaan

kontak, maka hasil pengujian dapat dihubungkan antara volume yang terukur (v) terhadap pengaruh variabel Pr dan A/Ad.

(5)

Pengaruh Pr dan A/Ad diimplikasikan terhadap hubungan yang akan divariasikan yaitu fungsi geometric dari pelat seperti yang dijelaskan dalam pengujian(a, b, c, G), di mana a adalah kedalaman kanal, b adalah lebar kanal, c adalah lebar permukaan yang berkontak ke objek melting dan G adalah bentuk variasi alur (A=lurus, B=bersilangan dan C=diagonal).

OBJEK BEKU

2 buah objek dengan ukuran & berat yg sama, kebekuan yg sama & rata

SET-UP SISTEM UJI

 Posisi & temperatur ruangan  Level meja uji & pelat

 Pasang instrumen

SELESAI

Pengujan Letakan objek (serempak)

{pelat datar & beralur} Catat & amati : Ta, Tb,

T~,v, t Variasi objek  Es, es handuk  Daging beku Variasi Pelat A, B, C

MULAI

Gambar 8 Diagram prosedur pengujian

5. HASIL DAN ANALISIS

Objek bahan pengujian pada eksperimen adalah es

yang diasumsikan sampai kondisi es habis,

sedangkan busa dan handuk yang identik dengan

bahan makanan (daging) diuji sampai air tidak turun ke alat ukur. Untuk pengujian dengan objek es terjadi penurunan es tersebut ke dalam alur profil sehingga tidak mendekati kondisi bahan makanan yang akan dilihat fenomenanya.

Objek pengujian sebenarnya digunakan daging

dengan melihat pengaruh pengujian dengan korelasi yang lebih ekstrim dari pelat datar. Perubahan yang terjadi pada daging dapat dilihat dengan visual berupa es berwarna putih yang mengikat daging.

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 W aktu m elting (m enit)

T e m p e ra tu r ( oC )

Ta_Datar (oC ) Tb_Datar (oC ) Ta_A 122 (oC ) Tb_A 122 (oC ) Tdba_ling (oC ) Twba_ling (oC )

Gambar 9 Grafik Data temperatur pengujian terhadap waktu (Datar-A122, es dgn air 400 ml)

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 W aktu m elting (m enit)

Ta_Datar (oC ) Tb_Datar (oC ) Ta_A 122 (oC ) Tb_A122 (oC ) Tdba_ling (oC ) Twba_ling (oC )

Gambar 10 Grafik Data temperatur pengujian terhadap waktu (Datar-A122, es handuk dgn air 250

ml) -5 5 15 25 35 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

W aktu m elting (m enit)

Ta_A 122 (oC ) Tb_A 122 (oC ) Ta_Datar (oC ) Tb_Datar (oC ) Tdba_ling (oC ) Twba_ling (oC )

Gambar 11 Grafik Data temperatur pengujian terhadap waktu (Datar-A122, daging beku 150 gr)

(6)

0.0 00 0.0 05 0.0 10 0.0 15 0.0 20 0.0 25 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 W ak tu per 20 m enit L a ju P e n c a ir a n (m l/ s ) Datar (m l/s ) C123 (m l/s ) P oly . (Datar (m l/s )) P oly . (C123 (m l/s ))

Gambar 12 Grafik Laju Pencairan terhadap waktu per 20 menit (Datar-C123, es handuk dgn air 250 ml)

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0 5 10 15 20 25 30 3 5

W ak tu per lim a m enit

L a ju P e n c a ir a n (m l/ s ) Datar (m l/s ) C123 (m l/s ) P oly . (Datar (m l/s )) P oly . (C123 (m l/s ))

Gambar 13 Grafik Laju Pencairan terhadap waktu per 5 menit (Datar-C123, es dgn air 400 ml)  Perhitungan Korelasi Laju Pencairan

Korelasi laju pencairan diperoleh dengan

menentukan persamaan linier dari data pengujian dengan membuang data-data pada kondisi awal (unsteady) yang masih dipengaruhi oleh temperatur

pelat yang sama atau mendekati temperatur

lingkungan

Korelasi laju pencairan selama 100 menit pertama dari persamaan linier “Gambar (14)” dan dari data pengujian langsung untuk 100 menit pertama pada “Gambar (15)”. 1 .42 1 .0 6 1.6 2 1.11 1.11 1.9 0 1 .52 0 .95 0.82 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 y A 1 2 2 y A 1 2 3 y A 1 3 2 y B 1 2 3 y C 1 2 3 y U M o d y A 2 2 3 y A 2 1 1 y A m 2 2

Geom etri (P elat ber-alur)

K o re la s i T e rh a d a p P e la t D a ta r e s dg n air 300 m l e s dg n air 4 00 m l e s dg n air 500 m l e s s e gi-e m pat dg n air 250 m l e s ha ndu k d gn air 2 50m l

Gambar 14 Grafik Diagram batang korelasi laju pencairan dari hasil persamaan linier pada 100 menit awal

1.3 3 1.1 7 1.3 2 _{1.2 8} 1 .0 8 1.1 2 1 .44 1.0 4 0 .87 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 y A 1 2 2 y A 1 2 3 y A 1 3 2 y B 1 2 3 y C 1 2 3 y U M o d y A 2 2 3 y A 2 1 1 y A m 2 2

Geom etri (P elat ber-alur)

K o re la s i T e rh a d a p P e la t D a ta r es dg n air 30 0m l e s d gn air 40 0m l es dg n air 50 0m l e s s eg i-e m pa t dg n a ir 2 5 0m l es ha n du k dg n a ir 2 50 m l

Gambar 15 Grafik Diagram batang korelasi laju pencairan dari hasil pengujian pada 100 menit awal

 Kontur korelasi laju pencairan

Untuk melihat kontur korelasi laju pencairan terhadap ketiga vartiabel bebas a, b, dan c, maka variabel tidak berdimensi yang digunakan adalah variabel bebas lebar bidang kontak dibagi lebar kanal alur dan kedalaman alur (c/a dan c/b)

F

Gambar 16 Kontur korelasi laju pencairan pada variabel bebas tidak berdimensi c/a dan c/b Persamaan tidak berdimensi dari korelasi laju pencairan “Gambar(16)” adalah

2 3 2 435 . 1 58 . 2 10 245 . 8 251 . 1 724 . 1 ,                                                 a c a c b c x b c b c a c b c a c 

 Pengaruh berat beban objek terhadap laju pencairan

Variasi beban objek pencairan pada kondisi es dengan air 300 ml, 400 ml, 500 ml, diperoleh hubungan berat beban es mempengaruhi pencairan, semakin berat maka pencairan pada saat awal lebih besar tetapi dari hasil kecendrungan akan mempunyai hasil yang sama. dan hanya terjadi penambahan waktu pencairan.

(7)

0 .0 0 0 .0 2 0 .0 4 0 .0 6 0 .0 8 0 .1 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5

L a ju P e n c a ir a n (m l/ s ) Datar (m l/s ) A 122 (m l/s ) P oly . (Datar (m l/s )) P oly . (A 122 (m l/s ))

Gambar 17 Grafik Laju pencairan terhadap waktu per 5 menit (Datar-A122, es dgn air 300ml)

0 .0 0 0 .0 2 0 .0 4 0 .0 6 0 .0 8 0 .1 0 0 5 10 15 20 25 30 35

Gambar 18 Grafik Laju pencairan terhadap waktu per 5 menit (Datar-A122, es dgn air 400ml)

0 .0 0 0 .0 2 0 .0 4 0 .0 6 0 .0 8 0 .1 0 0 5 10 15 20 25 30 35

Gambar 19 Grafik Laju pencairan terhadap waktu per 5 menit (Datar-A122, es dgn air 500ml)  Pengaruh bentuk geometris alur terhadap

laju pencairan.

Untuk melihat pengaruh bentuk geometris dilakukan pengujian pada alur spesimen yang mempunyai aliran satu arah yaitu A123, alur dengan aliran bersilangan yaitu B123 dan alur dengan aliran sepusat yaitu C123.

Pengujian objek es handuk diperoleh korelasi laju pencairan C123 dari hasil pengujian lebih baik dibandingkan dengan A123 dan B123 tetapi pada

pendekatan persamaan linier B123 jauh lebih baik. Hasil ini dipengaruhi oleh tegangan permukaan dalam alur profil B123 yang seolah-olah membuat jaringan pengikat yang cukup kuat akibat dari bersilangan. Korelasi laju pencairan B123 yang lebih baik dari pendekatan persamaan linier, maka dapat diyakini jika dilakukan modifikasi dengan kedalaman alur B123 dan kemiringan alur sehingga timbul gaya dorong atau objek bahan mempunyai jumlah air yang mencair sedikit sehingga tidak menutupi saluran alurnya. 1 1.02 1.04 1.06 1.08 1.1 1.12 1.14 Be ntuk Ge o m e tris K o re la s i

A 123 (Real) B 123 (Real) C123 (Real) A 123 (Ideal) B 123 (Ideal) C123 (Ideal)

Gambar 20 Grafik Korelasi bentuk geometris terhadap laju pencairan (objek es)

0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Be ntuk Ge om e tris K o re la s i

A 123 (Real) B 123 (Real) C123 (Real) A 123 (Ideal) B 123 (Ideal) C123 (Ideal)

Gambar 21 Grafik Korelasi bentuk geometris terhadap laju pencairan (objek es handuk)  Korelasi laju pencairan pada geometris A

Pada kontur “Gambar(16) diperoleh perkiraan

hubungan laju pencairan terhadap variabel bebas a, b dan c pada kondisi ukuran variabel selain dari pengujian. Secara khusus dapat dihitung korelasi laju pencairan mengunakan persamaan dari hasil kontur ”Gambar (16) dengan memasukan variabel tidak berdimensi pada persamaannya, seperti terlihat pada “Gambar(20)” dan “Gambar(21)”.

Bulatan kecil pada “Gambar(22)” dan “Gambar(23)”

merupakan data korelasi laju pencairan dari

pengujian. Harga korelasi laju pencairan maksimum dari grafik terdapat pada hubungan c/a bernilai 1,5 atau c/b bernilai satu.

(8)

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 c/b  

y A (c /a= 0.5) y A (c /a= 0.75) y A (c /a= 1) y A (c /a= 1.5) y A (c /a= 1.75) y A (c /a= 2)

A132 A122 A211

A223 A123

Gambar 22 Grafik Korelasi laju pencairan pada c/a diketahui 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 c/a   y A (c /b= 0,5) y A (c /b= 0,75) y A (c /b= 1) y A (c /b= 1.5) y A (c /b= 1.75) y A (c /b= 2) A211 A132 A122 A123 A223

Gambar 23 Grafik Korelasi laju pencairan pada c/b diketahui

 Hasil pengujian objek sebenarnya (daging)

Pada kondisi awal pengujian, salju es di pelat datar lebih dahulu berkurang dibandingkan pelat beralur dan beberapa waktu kemudian “Gambar (25)” daging di pelat Am22 mulai mendahului pelat datar sampai putih salju es tidak terlihat lagi. Kondisi ini artinya daging di Am22 lebih dahulu lunak dari pelat datar dan juga dilakukan dengan penekanan daging terasa akan lebih lunak.

Gambar 24 Pengujian Am22-Datar dengan objek daging (19.00 WIB / saat awal)

Gambar 25 Pengujian Am22-Datar dengan objek daging (19.05 WIB)

Waktu pencairan daging beku pada Am22 lebih cepat dibandingkan dengan A122 yaitu 15-20 menit untuk Am22 dan 25-30 menit untuk A122 yang dipengaruhi oleh kemiringan alur pada Am22 sehingga cairan cepat turun.

6. KESIMPULAN DAN SARAN

Hasil pengujian dan pembahasan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu:

 Fenomena perpindahan panas kontak langsung

terhadap pencairan bahan beku dapat

ditingkatkan dengan memberikan alur pada pelat yang berkontak, agar air yang mencair dapat

segera dialirkan sehingga tidak menjadi

penghambat perpindahan panas

 Hasil pengujian diperoleh persamaan yang dapat memprediksi korelasi laju pencairan bahan pada pelat beralur geometris A dibanding pelat datar dengan batasan variabel kedalaman, lebar kanal dan lebar bidang kontak.

 Bahan daging beku yang dicairkan dengan pelat beralur lebih cepat dari pelat datar, peristiwa ini dapat dilihat dari salju es berwarna putih pada daging dan gaya tekan yang diberikan akan terasa lebih lunak.

 Laju pencairan bahan beku dalam perpindahan panas kontak langsung dapat lebih ditingkatkan dengan kemiringan saluran alur. Hasil pengujian daging beku membutuhkan waktu pencairan pada Am22 lebih cepat dibandingkan dengan A122 yaitu 15-20 menit untuk Am22 dan 25-30 menit untuk A122.

Berdasarkan hasil eksperimen di atas, dapat

direkomendasikan sebagai berikut:

 Pengujian disarankan pada perbandingan

variabel alur c/a bernilai 1,5 atau c/b bernilai satu untuk mendapatkan korelasi laju pencairan

(9)

bahan beku terhadap pelat datar bernilai maksimum.

 Penelitian dapat dikembangkan dengan alur yang

mempunyai penampang saluran alur yang

membesar dari tengah pelat menuju keluar pelat pencairan dan diikuti dengan kemiringan saluran alur yang optimal.

UCAPAN TERIMA KASIH

Kepada Bapak pembimbing (Prof. DR.

Abdurrachim) dan civitas akademika labor Surya Departemen Teknik Mesin ITB Bandung

PUSTAKA

1. A. Bejan, G. Tsatsaronis dan M. Moran,

Thermal Design and Optimization, John Wiley

& Sons, New York, 1996.

2. ASHRAE. 1997, Fundamentals Handbook, Bab

8, 9 dan 11.

3. A. Saito dan H. Hong, Experimental Study on

Heat Transfer Enhancement in Latent Thermal Energi Storage with Direct Contact Melting,

Departement of Mechanical Engineering & Science, Tokyo Institute of Technology, Japan, Int, J. Heat Mass Transfer.

4. C. P. Arora, Refrigeration and Air Conditioning, McGraw-Hill, Singapore, 2000.

5. E. R. G. Eckert dan Robert M. Drake, JR.,

Analysis of Heat and Mass Transfer,

McGraw-Hill, New York, 1972

6. F. P. Incropera dan D. P. DeWitt, Introduction

to Heat Transfer, John Wiley & Sons, New

York, 1996.

7. George A. Lane, Ph.D, Solar Heat Storage:

Latent Heat Materials, CRC Press, Inc., Florida,

2000

8. G. F. Hewitt, G. L. Shires dan T. R. Bott,

Process Heat Transfer, CRC Press, Florida,

1994.

9. H. Reuter; editor, Aseptic Packaging of Food,

Technomic Publishing CO.INC.

10. R. A. Lawrie, Meat Science, Pergamon Press, New York, 1991

CURRICULUM VITAE

Penulis menyelesaikan studi sarjana di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Andalas tahun 1997 dan tahun 2003 menyelesaikan studi S2 bidang Konversi Energi, Departemen Teknik Mesin di Institut Teknologi Bandung, Sekarang sebagai dosen dan staf Labor Refrigerasi & Pengkondisian Udara di Program Studi Teknik Mesin Politeknik Universitas Andalas serta mengajar di Pasca Sarjana

ISTN,. Email: yrosa@Telkom.net.id &