ANALISA PENGARUH VARIASI LETAK PIPA INLET DAN PIPA OUTLET TERHADAP BENTUK ALIRAN RSW DALAM RUANG PALKA DENGAN MENGGUNNAKAN PROGRAM CFD (ANSYS)

(1)

ANALISA PENGARUH VARIASI LETAK PIPA INLET DAN PIPA

OUTLET TERHADAP BENTUK ALIRAN RSW DALAM RUANG

PALKA DENGAN MENGGUNNAKAN PROGRAM CFD (ANSYS)

Qomarudin1)

Ir. Alam Baheramsyah, MSc2)

1)

Mahasiwa: JurusanTeknikSistemPerkapalan, FTK-ITS

2)

DosenPembimbing :JurusanTeknikSistemPerkapalan, FTK-ITS

ABSTRAK

Refrigerated Sea Water (RSW) adalah suatu teknologi baru yang digunakan untuk mendinginkan ruang palka. Keunggulan dari sistem Refrigerated Sea Water (RSW) ini adalah ikan dapat bertahan dalam waktu yang lebih lama dibandingkan dengan pendinginan menggunakan es batu tetapi ikan tiidak

mengalami penurunan kualitas seperti

pendinginan dengan sistem kriogenik (ikan dibekukan) karena pada sistem Refrigerated Sea Water (RSW) ini ikan dijaga dalam suhu pada

daerah -1o_{C. Kapal ikan Napoleon dilengkapi}

dengan sistem pendinginan ikan berupa Refrigerated Sea Water (RSW) untuk mendinginkan ruang palka ikan. Ikan hasil pendinginan tersebut menjadi ikan segar tetapi memiliki rasa asin yang berlebih karena air laut yang digunakan sebagai media pendingin tidak

tersirkulasi dengan sempurna terjadi konsentrasi garam yang berlebih yang menyebabkan ikan terlalu banyak menyerap garam dari air laut.

Dalam Tugas Akhir ini letak pipa inlet dan letak pipa outlet akan diubah-ubah untuk mencari letak pipa inlet dan letak pipa outlet yang paling baik guna mendapat aliran yang sempurna yang diteliti dengan menggunakan program Computational Fluid Dinamic (CFD) ,dalam hal ini program CFD yang akan digunakan yaitu ANSYS.

Dari hasil percobaan diperoleh bahwa semakin jauh letak pipa inlet dan pipa outlet semakin baik aliran dan temperrature yang didapat.

KATA KUNCI : Refrigerated Sea Water (RSW), kriogenik, Program CFD, ANSYS .

PENDAHULUAN

Ikan hasil tangkapan nelayan harus tetap dijaga kualitasnya hingga ikan tersebut siap dikonsumsi. Penanganan ikan saat pertama kali ditangkap dan disimpan selama pelayaran merupakan momen penting dimana kondisi ikan benar benar harus dipertahankan sebaik

mungkin.

Cara umum yang dipakai untuk mempertahankan kesegaran ikan adalah dengan pendinginan. Pada dasarnya pendinginan ini dimaksudkan bertujuan untuk menghambat berkembangnya bakteri yang memicu terjadinya pembusukan pada ikan. Untuk maksud tersebut

(2)

nelayan menggunakan mesin pendingin Refrigerated Sea Water (RSW).

Kapal ikan KM. Napoleon merupakan kapal ikan jenis kapal survey dan kapal latih milik Balai Besar Pengembangan dan Penangkapan Ikan (BBPPI) Semarang yang menggunakan sistem pendinginan ikan berupa Refrigerated Sea Water (RSW) yang terletak pada ruang palka KM Napoleon. Sistem Pendinginan RSW digunakan pada semua palka yang terletak di depan kamar mesin. Pendinginan ikan pada sistem ini tidak maksimal dikarenakan ikan hasil tangkapan yang didinginkan terlalu asin. Yang diharapkan dari sistem ini hasil tangkapan ikan selain segar juga layak konsumsi.

Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian diatas, dapat diambil perumusan masalah dalam penelitian ini yaitu, Bagaimana siklus fluida pendingin pada sistem RSW agar mendapatkan ikan tetap segar dan memiliki kadar garam normal.

Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : Perencanaan ini hanya digunakan untuk sistem pendingin Refrigerated Sea Water (RSW) pada kapal KM. Napoleon dan Sistem pendinginan yang akan dianalisa menggunakan komponen

kompenen yang sudah ada.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah Mengetahui letak pipa inlet dan outlet alat pendingin RSW yang paling tepat di kapal KM.Napoleon

Kegunaan

Kegunaan atau manfaat dari Kegiatan ini adalah sebagai berikut :

Memberikan informasi tentang letak pipa inlet dan outlet yang paling tepat agar ikan hasil tangkapan selain segar juga tidak asin dan dapat dikonsumsi oleh konsumen.

Pemanfaatan sistem Refrigerated Sea Water (RSW) pada kapal KM. Napoleon agar dapat digunakan secara optimal.

TINJAUAN PUSTAKA

Refrigerator Sea Water (RSW)

Refrigerator Sea Water (RSW) adalah sebuah teknologi penanganan hasil tangkap yang dirancang khusus, dipasang sebagai tempat menampung ikan / palka kapal dilengkapi dengan seperangkat mesin / generator sehingga ikan hasil tangkapan khususnya jenis ikan tertentu yang mempunyai nilai ekonomis antara lain tengiri, tongkol, remang, kakap dan lain-lain dapat dipertahankan kualitasnya. Sistem RSW juga dapat diartikan sebagai suatu system pendingin dengan menggunakan air laut untuk menyediakan air laut dingin dengan menggunakan sebuah mesin mechanical refrigeration. Agar memperoleh umur yang

maksimum dari sytem RSW, rata-rata

temperature harus dijaga pada daerah -1o_C.

Pada palka dengan system RSW memiliki

temperature di bawah 20_{C selama beberapa}

menit dan di bawah 00_{C setelah 16 jam dan}

temperature dijaga pada daerah -1o_{C sampai}

unloading muatan. RSW pertama kali digunakan pada tahun 1960 di Kanada dimana system ini dikembangkan pertama kali untuk ikan salmon dan selanjutnya digunakan untuk ikan tuna serta ikan besar lainnya.

Kualitas Ikan Pada Refrigerated Sea

Water (RSW)

Ikan merupakan salah satu sumber makanan bagi manusia. Tingkat kesegaran ikan

(3)

akan sangat mempengaruhi kualitas dari ikan tersebut. Ada banyak hal yang menyebabkan tingkat kesegaran ikan berkurang atau dalam istilah lain dpapat dikatakan ikan mengalami

pembusukan. Proses kemunduran mutu ikan juga dipengaruhi oleh temperatur. Berikut ini adalah hubungan temperatur dengan kegiatan bakteri serta mutu ikan.

Tabel 1 Hubungan antara suhu, kegiatan bakteri dan mutu ikan

No SUHU KEGIATAN

BAKTERI

MUTU IKAN

1 Pada deret suhu

tinggi  25o C sampai 10oC  10o C sampai 2oC  Luar biasa cepat  Pertumbuhan lebih lambat

Cepat menurun, daya awet sangat pendek (3-10 jam)

Mutu menurun lebih lambat, daya awet pendek (2-5 hari)

2 Pada deret suhu

rendah  2o_C sampai -1oC  -1o_C  Pertumbuha bakteri jauh berkurang  Kegiatan dapat ditekan Penurunan mutu agak dihambat, daya awet wajar (3-10 hari) Sebagai ikan basah

(tidak beku) penurunan mutu mminimum, daya awet ikan basah (5-20 hari) 3 Suhu sangat rendah  -2o_C sampai -10oC  -18o_C dan lebih rendah  Ditekan, tidak aktif  Ditekan minimum bakteri tersisa tidak aktif  Penurunan mutu minimum, ikan jadi beku, tekstur dan rasa ikan rendah, daya awet panjang (7-30 hari)

 Mutu ikan beku lebih baik, daya awet sampai setahun

Sumber : teknlogi refrigerasi hasil perikanan, Sofyan Ilyas

METODOLOGI

Identifikasi dan Perumusan Masalah

Penulisan tugas akhir ini dimulai dengan mengidentifikasi dan merumuskan masalah mengenai pengerjaan yang akan dilakukan dan juga batasan masalahnya. Hal ini dilakukan untuk menyederhanakan

masalah sehingga memudahkan

pengerjaan dan penyelesaian penulisan tugas akhir ini.

(4)

Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan pengumpulan referensi-referensi mengenai prinsip pendinginan di kapal ikan beserta desain-desain palka. Literatur-literatur tersebut didapatkan dari : 1. Text book 2. Internet 3. Artikel 4. Journal 5. Paper 6. Tugas Akhir Pengumpulan data

Data yang dibutuhkan untuk studi ini adalah data kapal nelayan sebagai acuan modifikasi dari sistem pendingin di kapal ikan. Data yang diambil meliputi.

1. Dimensi kapal ikan 2. Dimensi ruang muat

3. Letak pipa inlet dan pipa outlet 4. Kecepatan aliran sistem RSW

(5)

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Data KM Napoleon

Berikut ini adalah data – data dari kapal ikan KM Napoleon milik Balai Besar Pengembangan dan Penangkapan Ikan (BBPPI)

Semarang yang menggunakan system

pendinginan ikan berupa Refrigerated Sea Water (RSW) yang dikumpulkan penulis

Nama kapal : KM Napoleon

Type / jenis kapal : Cantrang

Ukuran p x l x h : 12,45 x 4,4 x 1,31

Tonnage kotor : 21 GT

Tonnage bersih : 12 GT

Tahhun pembuatan : 2004, galangan kapal

batang

Gambar Ruang Palka

Ruang palka 1

Tabel 2 Hasil pengukuran ruang palka 1

Frame WL 0,2 (m) WL 0,4 (m) WL 0,6 (m) WL 0,8 (m) WL 1,0 (m) 18 1,06 1,33 1,46 1,56 1,62 18,5 1,02 1,28 1,43 1,52 1,57 19 0,96 1,22 1,37 1,46 1,52 19,5 0,9 1,15 1,3 1,39 1,46 20 0,85 1,09 1,23 1,32 1,38

Dari hasil pengukuran pada Tabel 2, ruang palka 1 dapat digambarkan

Gambar 1 Ruang palka 1 KM Napoleon

Gambar 2 Awal bagian luar Ruang palka 1 KM Napoleon

Gambar 3 Awal bagian dalam Ruang palka 1 KM Napoleon

(6)

Ruang palka 2

Tabel 3 hasil pengukuran ruang palka 2

Frame WL 0,2 (m) WL 0,4 (m) WL 0,6 (m) WL 0,8 (m) WL 1,0 (m) 16 1,28 1,51 1,62 1,7 1,74 16,5 1,24 1,47 1,6 1,67 1,72 17 1,19 1,43 1,57 1,64 1,69 17,5 1,14 1,38 1,52 1,61 1,66 18 1,1 1,34 1,48 1,57 1,63

Gambar 5 Ruang palka 2 KM Napoleon

Gambar 7 Awal bagian dalam Ruang palka 2 KM Napoleon

Gambar 8 Meshing Ruang palka 2 KM Napoleon

Ruang palka 3

Tabel 4 hasil pengukuran ruang palka 3 Frame WL 0,2 (m) WL 0,4 (m) WL 0,6 (m) WL 0,8 (m) WL 1,0 (m) 14 1,44 1,69 1,81 1,88 1,92 14,5 1,41 1,65 1,78 1,85 1,89 15 1,37 1,61 1,74 1,81 1,85 15,5 1,34 1,56 1,7 1,78 1,82 16 1,31 1,53 1,66 1,74 1,78

(7)

Gambar 11 Awal bagian dalam Ruang palka 3 KM Napoleon

Gambar 12 Meshing Ruang palka 3 KM Napoleon

Perhitungan Ruang Palka

Berikut adalah perhitungan ruang palka KM Napoleon menggunakan rumus simpson : 1. Ruang palka 1

Tabel 5 Volume ruang palka 1

Fr WL 0 WL 0,25 WL 0,5 WL 0,75 WL 1 A Fs AxFs 1 4 2 4 1 1 0 0 1,148 4,592 1,404 2,808 1,54 6,16 1,618 1,618 15,178 1 15,178 2 0 0 1,102 4,408 1,362 2,724 1,497 5,988 1,574 1,574 14,694 4 58,776 3 0 0 1,047 4,188 1,302 2,604 1,437 5,748 1,517 1,517 14,057 2 28,114 4 0 0 0,983 3,932 1,235 2,47 1,375 5,5 1,456 1,456 13,358 4 53,432 5 0 0 0,927 3,708 1,167 2,334 1,301 5,204 1,38 1,38 12,626 1 12,626  168,13 Panjang / 2(l) = 0,225 Tinggi / 2 (h) = 0,25 Volume = 2 x (1/3 x 1/3 x h x l x ) = 2,10158 m3

(8)

2. Ruang palka 2

Fr WL 0 WL 0,25 WL 0,5 WL 0,75 WL 1 A F s AxFs 1 4 2 4 1 1 0 0 1,354 5,416 1,573 3,146 1,68 6,72 1,74 1,74 17,022 1 17,022 2 0 0 1,31 5,24 1,539 3,078 1,654 6,616 1,716 1,716 16,65 4 66,6 3 0 0 1,267 5,068 1,499 2,998 1,621 6,484 1,69 1,69 16,24 2 32,48 4 0 0 1,215 4,86 1,454 2,908 1,587 6,348 1,661 1,661 15,777 4 63,108 5 0 0 1,178 4,712 1,421 2,842 1,553 6,212 1,628 1,628 15,394 1 15,394  194,6 Panjang / 2 (l) = 0,194 Tinggi / 2 (h) = 0,25 Volume = 2 x (1/3 x 1/3 x h x l x ) = 2,0974 m3 3. Ruang palka 3

Fr WL 0 WL 0,25 WL 0,5 WL 0,75 WL 1 A F s AxFs 1 4 2 4 1 1 0 0 1,523 6,092 1,761 3,522 1,867 7,468 1,916 1,916 18,998 1 18,998 2 0 0 1,485 5,94 1,723 3,446 1,837 7,348 1,889 1,889 18,623 4 74,492 3 0 0 1,447 5,788 1,686 3,372 1,801 7,204 1,854 1,854 18,218 2 36,436 4 0 0 1,406 5,624 1,64 3,28 1,761 7,044 1,818 1,818 17,766 4 71,064 5 0 0 1,383 5,532 1,606 3,212 1,724 6,896 1,778 1,778 17,418 1 17,418  218,41 Panjang / 2 (l) = 0,194 Tinggi / 2 (h) = 0,25 Volume = 2 x (1/3 x 1/3 x h x l x ) = 2,35395 m3

Isolasi Ruang Palka

Bahan isolasi yang digunakan untuk isolasi ruang palka pada KM Napoleon adalah sebagai berikut :

1. Kayu = 3 cm = 30 m = 1,1811 in

2. Polyurethane = 10 cm = 100 mm = 3,937 in

3. Plywood = 1 cm = 10 mm = 0,3937 in

4. Fiberglass = 3 mm = 0,1811 in

(9)

Variasi letak pada palka 3

Gambar 14 PALKA 3 NORMAL

Gambar 15 PALKA 3 PERUBAHAN 1 = INLET X+0,2

Gambar 416 PALKA 3 PERUBAHAN 2 = INLET X+0,2 , OUTLET X-0,2

Gambar 17 PALKA 3 PERUBAHAN 3 = INLET X+0,2 ,Z-0,3 OUTLET X-0,2 Z+0,3

Gambar 18 PALKA 3 PERUBAHAN 4 = INLET X+0,3 ,Z-0,3 OUTLET X-0,2 Z+0,3

(10)

Hasil Temperature Dan Aliran Pada Palka 3

Gambar 19 Hasil Temperature Dan Aliran Pada Palka 3 normal

(11)

Hasil Keluaran Program CFD (ANSYS)

Hasil Pada Palka 1

Tabel 8 Suhu palka 1 No letak pipa Rata-rata suhu 1 normal -0,98 0_C 2 perubahan 1 -0,99 0_C 3 perubahan 2 -1 0 C 4 perubahan 3 -1 0_C

Tabel 9 Suhu palka 1 dengan 4 kotak ikan

No letak pipa Rata-rata suhu

1 normal -0,99 0 C 2 perubahan 1 -0,98 0_C 3 perubahan 2 -1 0_C 4 perubahan 3 -1 0 C

Tabbel 10 Suhu palka 1 dengan 1 kotak ikan

1 normal -0,98 0_C

2 perubahan 1 -0,98 0_C

4 perubahan 3 -1 0_C

Dari tabel diatas dapat digambarkan grafik suhu palka 1

Gambar 21 Grafik Suhu Palka 1 -1.005 -1 -0.995 -0.99 -0.985 -0.98 -0.975 -0.97 1 2 3 4 T 0_C

Suhu palka 1

Rata-rata suhu palka 1

Rata-rata suhu palka 1 dengan 4 kotak ikan

(12)

Hasil Pada Palka 2

Tabel 11 Suhu palka 2 No letak pipa Rata-rata suhu 1 normal -1 0_C 2 perubahan 1 -0,99 0_C 3 perubahan 2 -0,995 0_C 4 perubahan 3 -1 0_C

No letak pipa Rata-rata suhu 1 normal -1 0_C 2 perubahan 1 -1 0_C 3 perubahan 2 -1 0_C 4 perubahan 3 -1 0_C

1 normal -0,99 0_C

3 perubahan 2 -1 0

C

4 perubahan 3 -1 0_C

Gambar 22 Grafik Suhu Palka 2 -1.002 -1 -0.998 -0.996 -0.994 -0.992 -0.99 -0.988 -0.986 -0.984 1 2 3 4 T 0_C

Suhu palka 2

(13)

Hasil Pada Palka 3

Tabel 14 Suhu palka 3

No letak pipa Rata-rata suhu 1 normal -1 0_C 2 perubahan 1 -0,99 0_C 3 perubahan 2 -1 0 C 4 perubahan 3 -1 0_C 5 perubahan 4 -1 0_C

Gambar 23 Grafik Suhu Palka 3

KESIMPULAN

Dari hasil analisa didapat kesimpulan bahwa Semakin jauh letak pipa inlet dan outlet semakin baik aliran dan temperature yang didapatkan

SARAN

Saran yang dapat digunakan sebagai referensi agar pada perencanaan selanjutnya diperoleh hasil yang lebih baik yaitu:

1. Penggunaan software terbaru dalam proses pengerjaan simulasi dengan spesifikasi komputer yang lebih tinggi lagi agar mendapatkan hasil analisa yang maksimal.

2. Pemakaian ukuran meshing dan waktu iterasi yang lebih banyak agar hasil pembacaan simulasi menjadi lebih mendekati kenyataan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Alam Baheramsyah & Made Ariana, “Diktat Pengaturan Udara & Sistem Refrigerasi”.

2. Anggara Havid Saputra(2008),” Optimalisasi Refrigerated Sea Water (RSW) Untuk Sistem Pendingin Ikan Pada Kapal Ikan KM Napoleon” , Tugas Akhir Jurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK – ITS : Surabaya.

3. Anonim, (1993/1994), “Standart Nasional Indonesia”, Departemen Kelautan Dan Perikanan ,Jendral Perikanan Dan Pengujian Mutu Hasil Perikanan, Jakarta

4. Ilyas Sofyan,1983 , “Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan”, Jakarta

5. “Practical Salinity Of Sea Water” . www.rbreurope.com

6. http://en.wikipedia.org/wiki/Computational_fluid_dynamics 7. http://fauzanahmad.wordpress.com/cfd/ -1.002 -1 -0.998 -0.996 -0.994 -0.992 -0.99 -0.988 -0.986 -0.984 1 2 3 4 5 T 0_C