UNJUK KERJA ICE SLURRY GENERATOR DENGAN SCRAPER BLADES EVAPORATOR. Abstrak

(1)

UNJUK KERJA ICE SLURRY GENERATOR DENGAN SCRAPER BLADES

EVAPORATOR

Agus S Pamitran, Muhammad Riady

Departemen Teknik Mesin – Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok, Jawa Barat, 16424, Indonesia

Juni 2013

Abstrak

Banyak nelayan yang menggunakan cara lama untuk mengawetkan dan mendinginkan hasil tangkapannya dengan menggunakan es balok. Sistem pendinginan es balok kurang cocok untuk hasil tangkapan laut karena dapat merusak hasil tangkapan laut, khususnya ikan laut, diperlukan penanganan khusus agar es balok tidak mencair dan harga es balok untuk beberapa daerah pesisir maupun kepulauan di Indonesia cukup mahal. Banyak nelayan yang merugi jika berlayar selama beberapa hari tanpa memiliki alat pengawet dan pendingin hasil tangkapan laut yang efektif, efisien dan murah. Salah satu cara untuk mendinginkan dan mengawetkan hasil tangkapan laut yang efektif adalah dengan menggunakan ice slurry (bubur es). Di negara maju, untuk mengawetkan dan mendinginkan hasil tangkapan laut, biasanya para nelayan menggunakan ice slurry berbahan dasar air laut untuk hasil tangkapannya Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja dari sistem Ice Slurry Generator dengan Scraper Blades Evaporator sebagai tempat pembuat ice slurry yang efisien, cepat, dan biaya operasi yang murah dan juga mengetahui hasil ice slurrynya. Penelitian ini dilakukan dengan melakukan perhitungan densitas ice slurry, fraksi es pada ice slurry dan performa dari sistem refrijerasi. Penelitian ini juga menghitung densitas air laut pada temperature tertentu. Pengaruh putaran RPM dari auger terhadap densitas ice slurry. Densitas mempengaruhi jumlah fraksi es yang terbentuk pada ice slurry berbahan dasar air laut. Penelitian ini menggunakan air laut dengan kadar salinitas 3% dan menggunakan variasi volume 7 liter, 9 liter dan 11 liter air laut.

Kata kunci

: ice slurry, air laut, unjuk kerja, scraper, putaran motor,volume

1. Pendahuluan

Indonesia merupakan negara kepulauan, Dengan luas laut Zona Ekonomi Eksklusif yang mencapai 2,981 juta km2_{dan panjang}

garis pantai 104.000 km, nelayan Indonesia yang berjumlah 1.667.949 orang mampu menyediakan ikan untuk dikonsumsi pada tahun 2010 pada kisaran angka 9,199 juta ton (KKP, 2011).

Masih banyak nelayan yang menggunakan cara lama untuk mengawetkan dan mendinginkan hasil tangkapannya dengan menggunakan es balok. Sistem pendinginan es balok kurang cocok untuk hasil tangkapan laut karena dapat merusak hasil tangkapan laut, khususnya ikan laut, diperlukan penanganan khusus agar es balok tidak mencair dan harga es balok untuk beberapa daerah pesisir maupun kepulauan di Indonesia cukup mahal. Banyak nelayan yang merugi jika berlayar selama beberapa hari tanpa memiliki alat

pengawetan dan pendinginan hasil tangkapan laut yang efektif, efisien dan murah.

Salah satu cara untuk mendinginkan dan mengawetkan hasil tangkapan laut yang efektif adalah dengan menggunakan ice slurry (bubur es). Di negara maju, untuk mengawetkan dan mendinginkan hasil tangkapan laut, biasanya para nelayan menggunakan ice slurry berbahan dasar air laut untuk hasil tangkapannya. Selain untuk pengawetan hasil tangkapan laut, aplikasi lain dari ice slurry adalah sebagai

comfort cooling pada gedung, mine cooling, food processing dan medical application

(2)

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui performa dan hasil ice slurry yang diproduksi oleh sistem Ice Slurry Generator dengan

Scraper Blade Evaporator sebagai tempat

pembuat ice slurry yang efisien, cepat, dan biaya operasi yang murah agar dapat membuat produk ice slurry yang baik dan dapat digunakan untuk pendinginan ikan. Penelitian dilakukan dengan melakukan perhitungan nilai COP sistem pendingin pembuat ice slurry dengan menggunakan diagram p-h. Selain itu dilakukan perhitungan nilai densitas air laut, densitas ice slurry variasi volume dan putaran motor, dan fraksi es pada ice slurry.

2. Ice Slurry

2.1 Pengertian Ice Slurry

Ice slurry adalah sebuah campuran homogenous dari partikel es yang kecil dan cairan pembawa. Cairan tersebut bisa berasal dari air murni maupun larutan biner yang terdiri dari air dan penurun titik beku. Sodium klorida, ethanol, etilen glikol dan propylene glycol adalah penurun titik beku yang sering digunakan di dunia industri. Sejak 2 dekade terkahir ini pemanfaatan ice slurry ini sangat tumbuh pesat (Kauffeld et al., 2005; Kasza et al., 1987).

Ice slurry memiliki densitas penyimpanan energy yang tinggi karena kalor laten dari Kristal es dari ice slurry tersebut. Ice slurry juga mempunyai cooling rate yang tinggi karena area heat transfer yang besar yang dibuat oleh partikelnya. Ice slurry menjaga temperature rendah yang konstan pada saat

proses pendinginan, dan menghasilkan koefisien heat transfer yang lebih besar daripada air ataupun cairan satu fasa yang lain. 2.2 Scraper Blade Evaporator

Pada sistem Ice Slurry Generator, digunakan tipe Scraper Blade Evaporator yang menggunakan sistem refrigerasi kompresi uap dengan evaporator sebagai tempat pertukaran panas antara refrigeran dan air laut. Scraper Blade Evaporator terdiri dari 2 tabung, yaitu tabung dalam yang berisi lilitan pipa refrigeran dengan diameter 9.525 x 10-3m dengan diameter tabung terkena lilitan sepanjang 0.236 m, dan tinggi tabung dalam 0.26 m dan tabung luar yang berguna sebagai penahan dari lapisan polyuretan sebagai isolasi dari pipa refrigeran.

Pengunaan scraper blade sebagai ice slurry generator adalah metode yang paling banyak digunakan untuk pembuatan ice slurry E.Stamatiou et.al.Scraper generator terdiri dari beberapa bagian yaitu bagian luar yaitu merupakan bagian tempat berada refrigeran pendingin, lalu bagian tabung dalam tempat berada ice slurry, lalu terdiri dari augershaft dan scraper blade yang digunakan untuk mengikis lapisan es yang berada pada dinding tabung evaporator. Pada dinding dalam evaporator biasanya terdapat es yang menghambat perpindahan panas dari refrigeran ke ice slurry, dengan ada scraper blade maka es yang berada di dinding dapat digerus dan persebaran temperatur dalam ice slurry dapat tersebar secara merata.

Nomenclature

ρis Massa Jenis Ice Slurry, kg/m3 t Suhu ,oC

C Fraksi Es Wc Kerja Kompresor,watt

ρes Massa Jenis Es, kg/m3 h1 Entalpi Suction,kJ/kg

ρcf Massa Jenis Carrier Fluids, kg/m3 h2 Entalpi Discharge,kJ/kg

ρI Massa Jenis Es, kg/m3 h3 Entalpi Kondenser Out,kJ/kg

tI Suhu Es, oC h4 Entalpi Evap In,kJ/kg

kis Konduktivitas Termal Ice Slurry,W/m.K ṁ Laju Massa,kg/s

ksol Konduktivitas Termal Solute, W/m.K Qcond Daya Kondenser,watt

kI Konduktivitas Termal Es Murni, W/m.K Qevap Daya Evaporasi,watt

tI Suhu Es Murni, oC COP Koefisien Performa

ρcl Massa Jenis Carrier Fluids, kg/m3

Hcl Entalpi Carrier Fluids,kJ/kg

His Entalpi Ice Slurry,kJ/kg

ρsw Massa Jenis Air Laut, kg/m3

S Salinitas Air Laut, gr/kg

(3)

3. Ice Slurry Generator

3.1 Sistem Ice Slurry Generator

Sistem Ice Slurry Generator yang digunakan dalam percobaan ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 1. Sistem Ice Slurry Generator

Ice Slurry generator adalah sebuah sistem yang menghasilkan ice slurry. Dalam ice slurry generator terdiri dari beberapa komponen antara lain adalah :

- Tangki Ice Slurry yang bersifat sebagai evaporator pada sistem refrigerasi .

- Pulley dan Belt yang terpasang pada augershaft scraper blade.

- Motor listrik dan Inverter untuk menggerakan augershaft.

- 1 Unit outdoor AC Split, dimana terdapat kompresor dengan kapasitas 1 PK, Kondensor serta Fan , Chek valve, dan pipa kapiler.

- Portable Air Conditioning untuk menjaga suhu ruangan.

Gambar 3. Tabung Scraper Blade Evaporator

Di dalam evaporator juga terdapat komponen yaitu augershaft dan scraper blade.

Auger shaft adalah batangan berprofil yang

terbuat dari stainless steel yang ditempatkan pada bagian tengah tangki generator. Sedangkan scraper blades adalah komponen yang menyatu pada auger shaft. Scraper blades ini berfungsi sebagai penggerus es pada dinding evaporator.

Gambar 4. Augershaft dan Scraper Blades

(4)

4. Thermophysical Ice Slurry

Sifat thermofluida dari ice slurry sangat mempegaruhi kinerja dalam mendinginkan suatu produk. Sifat tersebut meliputi kapasitas panas yang dapat diserap, viskositas, konduktivitas,densitas dan entalpi. Idealnya, diinginkan agar ice slurry memiliki densitas yang tinggi,kapasits kalor yang besar dan viskositas yang rendah agar dengan volume yang kecil ,ice slurry dapat menyimpan menyerap panas yang besar.

4.1 Densitas

Densitas ice slurry diperoleh dengan menambahkan fraksi massa densitas es murni dan densitas larutan, secara matematis dirumuskan (Jean-Pierre Be´de´carrats et al,.2009)

ρis =

! ! !"#! (!!!) !"# (1)

Untuk menghitung densitas es murni bisa menggunakan persamaan dari Plank et al. (1988) and Raznjevic (1976):

ρI = 917 – 0.13tI (2)

4.2 Entalpi

Enthalpi adalah suatu kemampuan suatu zat untuk menerima dan melepas kalor. Untuk menentukan enthalpi dari ice slurry dari T. Kousksou et al (2010).

(5) Dimana nilai entalpi es murni adalah sebesar:

hI(tI) = -332.4 + tI(2.12 + 0.008tI) (6)

5. Larutan Pembentuk Ice Slurry

Pada umumnya beberapa zat terlarut organic atau anorganik bisa digunakan untuk membuat campuran ice slurry. Namun beberapa zat yang sering digunakan adalah larutan ethylene glycol ata propylene glycol pada aplikasi industry dan komersil, dan ethyl alchol untuk test pada laboratorium. Beberapa zat yang dapat digunakan sebagai campuran

ice slurry adalah pada tabel dibawah ini.

Tabel 1. zat terlarut yang dapat digunakan sebagai campuran ice slurry (Guilpart et al.,2006)

6. Ice Slurry Sebagai Pendingin Ikan

Pendinginan ikan pada kapal ikan tradisional biasanya menggunakan es batu dan es serut. Dewasa ini, ice slurry menjadi pilihan populer terbaik karena performa ice slurry lebih baik dibanding es flake untuk menjaga kualitas ikan. Ice slurry sebagai pendinginan ikan dapat menjaga agar tidak ada udara antara ikan dan es, sehingga pendinginan ikan menjadi cepat karena luas permukaan bidang kontak lebih besar dan pertumbuhan bakteri menjadi lebih lambat yang membuat memperpanjang daya hidup ikan. (Wang et al,.1999).

Selain itu, karena pembuatan ice slurry dengan pemberian konsentrasi larutan, maka titik beku dari larutan yang lebih rendah membuat secara biologi mengaktifkan fungsi protein dan material probiotik dijaga dari bahaya panas (T.Vajda,.1999). Fungsi lain dari

ice slurry terhadap pendinginan ikan adalah

waktu pendinginan ikan tiga kali lebih cepat dibanding es flake untuk menurunkan sampai temperatur 2o_{C (J Paul,.2002).}

Tabel 2. Daya simpan ikan dalam berbagai suhu (masyamsir., 2001)

7.Ice Slurry Berbahan Dasar Air Laut Pada dasar ice slurry adalah gabungan dari partikel es dan liquid pada temperatur yang sama, sehingga untuk menentukan propertis thermofluida ice slurry. Salinitas adalah kadar garam terlarut dalam air. Satuan salinitas adalah per mil (‰), yaitu jumlah berat total (gr) material padat seperti NaCl

(5)

yang terkandung dalam 1000 gram air laut (Wibisono, 2004).

Untuk menentukan densitas dari air laut pada suhu dan salinitas tertentu, didapatkan persamaan (M.H. Sharqawy et al., 2010).

(7) Dimana,

8. Sistem Refrijerasi 8.1 Siklus Refrijerasi

Gambar 5 a. sistem refrijerasi kompresi uap b. T-s diagram c. P-h diagram

Pada siklus refrijerasi kompresi uap ada 4 proses termal yang terjadi yaitu kompresi, kondensasi, ekspansi dan evaporasi.

a. Kompresi (1-2)

Refrijeran masuk kedalam kompresor mengakibatkan kenaikan tekanan uap refrijeran dari evaporator. Pertambahan kalor mengakibatkan kenaikan tekanan. Kerja Kompresor:

Wc = ṁ.(h2-h1) (8)

b. Kondensasi (2-3)

Pada proses ini refrigerant yang panas dan memiliki fasa uap di ubah mencari fasa cair di kondenser. Panas latent dari proses kondensasi di buang ke lingkungan sekitar. Besar energi kalor yang dibuang ke lingkungan sebesar : Qcond = ṁ.(h3-h2) (9)

c. Ekspansi (3-4)

Dari kondenser, refrijeran saturasi tekanan tinggi masuk kedalam katup ekspansi dan tekanan dan temperaturnya turun. Proses ini berlangsung pada entalphi tetap (h3=h4). Penurunan tekanan ini akan menyebabkan temperature refrigerant turun hingga dibawah temperatur lingkungan. Garis 3-4 hanya menggambarkan bahwa proses itu bermula dari titik 3 dan berakhir pada titik 4.

d. Evaporasi (4-1)

Proses evaporasi terjadi di dalam evaporator , pata tahap ini refrijeran yang memiliki temperatur lebih rendah dari lingkungan akan mendinginkan lingkungan. Hal ini menyebabkan refrijeran akan mengalami penguapan akibat menyerap panas lingkungan. Kalor lingkungan yang diserap oleh refrijeran ini disebut dengan efek refrijerasi (refrigeration effect, RE). RE dirumuskan dengan:

Qevap = ṁ.(h1-h4) (10)

8.2 Performa Sistem Refrijerasi

Besarnya efektifitas (performance) dari sistem refrigerasi disebut dengan Coefisient of Performance (COP) yang dirumuskan sebagai:

!"# = !"#$ !"#$%#&%#'# !"#$ !"#$%&'$!_{!"!#$% !"#$% !"#$ !"#$} (11) Oleh karena itu dalam sistem refrijerasi kompresi uap ditentukan.

!"# = !"#$%

!"#$% (12)

9. Hasil dan Analisis 9.1 Densitas Ice Slurry

Tabel 3. Densitas ice slurry pada volume 7 liter

Vo lu m e (l ) RP M Ma ss a Ic e Sl ur ry ( kg ) Vo lu m e Ic e Sl ur ry ( m 3) De n si ta s (k g/ m 3) 7 57 6.252 0.0064 976.875 7 63 6.639 0.0068 976.324 7 67 6.577 0.0068 967.206 7 77 6.433 0.0067 960.149

Tabel 4. Densitas ice slurry pada volume 9 liter

Vo lu m e (l ) RP M Ma ss a Ic e Sl ur ry (k g) Vo lu m e Ic e Sl ur ry ( m 3 ) De n si ta s (k g/ m 3) 9 57 8.904 0.00905 983.867 9 63 8.29 0.00845 981.065 9 67 8.29 0.00855 969.591 9 77 8.364 0.00868 963.594

(6)

Tabel 5. Densitas ice slurry pada volume 11 liter Vo lu m e (l ) RP M Ma ss a Ic e Sl ur ry ( kg ) Vo lu m e Ice Sl ur ry ( m 3 ) De n si ta s (k g/ m 3) 11 57 8.972 0.00903 993.577 11 63 9.946 0.01005 989.652 11 67 10.691 0.010925 978.581 11 77 10.512 0.01088 966.176

Gambar 6. Pengaruh jumlah putaran scraper terhadap densitas ice slurry

Dari gambar grafik diatas bisa disimpulkan bahwa densitas dari ice slurry lebih kecil daripada air laut biasa. Pada table 2.3 untuk salinitas 30 ppt Makin besarnya volume air laut yang didinginkan hasil densitas ice slurry tersebut juga makin tinggi dikarenakan beban pendinginan yang besar sehingga waktu freezing lebih sedikit sehingga densitas dari ice slurry tersebut pada 11 liter lebih besar dari 7 liter.

Untuk variasi rpm, pada rpm tinggi densitas ice slurry juga lebih rendah daripada rpm rendah. Ini dikarenakan laju pendinginan konveksi air laut dipercepat oleh putaran motor atau disebut juga forced convection. Pada putaran rpm yang tinggi, lamanya waktu freezing time dari intial freezing akan lebih lama dibandingkan dengan freezing time pada rpm rendah sehingga jumlah es yang terdapat pada ice slurry lebih banyak dan mengakibatkan densitas dari ice slurry tersebut lebih rendah.

9.2 Fraksi Es pada Ice Slurry

Gambar 7. Pengaruh putaran motor vs fraksi es

Pada grafik diatas dapat disimpulkan bahwa jumlah fraksi es pada ice slurry dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu besarnya putaran motor scraper dan juga volume air laut yang didinginkan. Parameter yang tetap adalah waktu pendinginan dari air laut tersebut yaitu sebesar 5.5 jam. Makin banyak volume air laut yang didinginkan, beban pendinginan semakin besar dan oleh karena itu jumlah fraksi es yang terbentuk pada ice slurry dalam tempo 5.5 jam akan berkurang fraksi esnya. Untuk rpm yang tinggi fraksi es lebih banyak terbentuk karena laju transfer kalor dipercepat oleh scraper tersebut. Jadi makin tinggi rpm makin besar fraksi es yang terdapat pada ice slurry tersebut. Makin besar masa jenis dari ice slurry makin sedikit fraksi esnya karena massa ice slurry tersebut lebih mendekati ke massa jenis air laut pada suhu tertentu. Beban pendinginan yang kecil khususnya volume 7 liter waktu pendinginannya sangat cepat, sehingga waktu nukleasi pembentukan es lebih lama dari pada yang lainnya.

9.3 Salinitas Air Laut

Tabel 7. Hasil perhitungan densitas air laut

S (kg/kg) T (oC) ρsw (kg/m3) 0.03 26 1019.463 0.03 20 1021.069 0.03 16 1021.962 0.03 10 1023.018 0.03 6 1023.523 0.03 3 1023.791 0.03 1 1023.915 0.03 0 1023.960 957.5 960.0 962.5 965.0 967.5 970.0 972.5 975.0 977.5 980.0 982.5 985.0 987.5 990.0 992.5 995.0 997.5 55 60 65 70 75 80

Densitas Ice Slurry (

kg/m3)

RPM

RPM VS DENSITAS ICE SLURRY

RPM VS DENSITAS 7 L RPM VS DENSITAS 9 L 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 JUMLAH FRAK SI ES RPM

Putaran Motor vs Fraksi Es

(7)

Gambar 8. Densitas air laut dengan salinitas 3% berdasarkan suhu

Dari grafik diatas diketahui bahwa makin rendah suhu air laut tersebut tersebut makin besar nilai densitas air laut tersebut sampai dengan mendekati titik freezing point. Setelah mendekati titik freezing point, massa jenis akan turun diikuti dengan pembentukan es atau disebut juga fasa nukleasi sehingga fraksi es makin naik dan massa jenis makin mendekati massa jenis es.

9.4 Entapi Ice Slurry

Dari grafik diatas diketahui besarnya entalpi dari ice slurry sangat bergantung pada nilai fraksi es. Fraksi es makin besar maka entalpi juga akan makin besar. Nilai entalpi ice slurry lebih besar dari liquid pada temperature yang sama. Ini merupakan kelebihan dari sifat ice slurry. Ice slurry dapat menyerap kalor lebih banyak dari pendingin dengan fasa cair dengan temperatur akhir yang sama. Untuk beban prokduk yang sama jumlah ice slurry yang dibutuhkan lebih sedikit dari jumlah pendingin dari fasa cair.

9.5 Performa Sistem Refrijerasi

Tabel 8. Hasil perhitungan nilai performa sistem refrijerasi 7 liter

PERFORMA 7 LITER

RPM 53 57 67 77

Tekanan Suction (bar) (1) 2 2 2 2

Tekanan Discharge (bar) (2) 12.7 12.7 12 11.9

Tekanan Kondenser OUT

(bar) (3) 12 12 11 11

Tekanan Evap IN (bar) (4) 2.3 2.3 2.2 2.2

h1 398.97 398.72 398.17 397.27

h2 454.75 453.58 450.1 453.19

h3 234.28 233.91 232.5 231.94

h4 234.28 233.91 232.5 231.94

COP 2.95 3.00 3.19 2.96

RPM 53 57 67 77

Tekanan Suction (bar) (1) 2 2 2 2

Tekanan Discharge (bar) (2) 12.7 12 12.1 12.1

(bar) (3) 12 11 11.2 11.2

h1 397.43 397.55 397.77 397.63

h2 455.74 454.94 457.17 456.46

h3 231.96 232.09 232.57 232.39

h4 231.96 232.09 232.57 232.39

COP 2.84 2.88 2.78 2.81

RPM 53 57 67 77

Tekanan Suction (bar) (1) 2 2.1 2 2

Tekanan Discharge (bar) (2) 11.7 11.8 11.7 11.7

(bar) (3) 11 11.2 11 11

h1 398.95 397.9 397.86 397.89 h2 455.87 458.04 455.87 455.87 h3 232.1 232.9 232.7 232.7 1019.00 1019.50 1020.00 1020.50 1021.00 1021.50 1022.00 1022.50 1023.00 1023.50 1024.00 1024.50 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 D E N S_I T A S A I R L A U_T SUHU (OC)

Densitas Air Laut Salinitas 30 Terhadap Suhu

-‐180 -‐160 -‐140 -‐120 -‐100 -‐80 -‐60 -‐40 -‐20 0 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 Entalpi ( kJ/kg)

Entalpi Ice Slurry vs Fraksi Es

Entalpi Ice Slurry vs Fraksi Es pada 7 liter Entalpi Ice Slurry vs Fraksi Es pada 9 Liter Entalpi Ice Slurry vs Fraksi Es pada 11 Liter

(8)

9 3

h4 232.1 232.99 232.7 232.73

COP 2.93 2.74 2.85 2.85

Sebelum memetakan diagram p-h, data semua diolah terlebih dahulu dari pengambilan data tekanan dari pressure gauge dan juga data suhu dari termokopel sehingga data dari siklus refrigerasinya data diketahui. Setelah dapat data tekanan dan suhu kita dapat mengetahui nilai entalpi dari refrijerant R-22 dengan menggunakan software REFPROP. Setelah itu nilai entalpi tersebut dimasukkan ke dalam software COOLPACK untuk mendapatkan diagram siklus p-h sitem tersebut.

Dari tabel hasil percobaan diatas, disimpulkan bahwa temperatur lingkungan sangat mempengaruhi performa dari sistem refrijerasi ice slurry ini. Suhu lingkungan yang tinggi akan mempengaruhi pembuangan kalor dari condenser. Makin tinggi nilai COP sistem refrijerasi makin baik performa sitem tersebut karena konsumsi listrik kompresor lebih rendah. Besarnya daya evaporasi dari semua siklus sama dan tidak berpengaruh terhadap nilai COP.

Gambar 9. Perbandingan nilai COP dari volume 7 liter

9.6 Beban operasi ice slurry generator

Gambar 12. Perbandingan beban operasi dari sistem refrijerasi (watt)

Beban listrik maksimum pada pengujian alat ini dari berabagai variasi adalah sebesar 1240.8 watt. Daya listrik alat ini termasuk masih kecil, dibandingkan dengan ice slurry generator yang komersil. Factor suhu lingkungan berpengaruh kepada konsumsi listrik dari kompresor, suhu lingkungan yang tinggi mengakibatkan kerja kompresor yang tinggi, sehingga mengakibatkan konsumsi listrik pada kompresor lebih boros

11. Kesimpulan

Dari beberapa hasil pengolahan data dan analisa dapat disimpulkan dalam penelitian unjuk kerja sistem ice slurry generator dengan ice scraper blade adalah :

1. Banyaknya volume air laut yang didinginkan akan menambah waktu produksi ice slurry, dalam arti ini beban pendinginan semakin berat dan memerlukan waktu yang lebih lama. 2. Besarnya densitas ice slurry adalah lebih

besar nilainya dari densitas es dan lebih kecil dari densitas air laut.

2.95 3.00 3.19 2.96 2.80 2.90 3.00 3.10 3.20 3.30 53 57 67 77

COP 7 LITER

2.84 2.88 2.78 2.81 2.70 2.75 2.80 2.85 2.90 53 57 67 77

COP 9 LITER

2.93 2.74 2.85 2.85 2.60 2.70 2.80 2.90 3.00 53 57 67 77

COP 11 LITER

1122 1126.4 1128.6 1130.8 1232 1236.4 1238.6 1240.8 1232 1236.4 1238.6 1240.8 1050 1100 1150 1200 1250 53 57 63 77

Beban Operasi 7 Liter Beban Operasi 9 Liter Beban Operasi 11 Liter

(9)

3. Titik initial freezing pada air laut dengan salinitas 30 ppt atau 3% adalah sebesar -1.625 o_C.

4. Pembentukan es pada ice slurry terjadi bukan pada suhu -1.625 oC, tetapi dalam rentang suhu tertentu.

5. Pengaruh putaran RPM scraper blade pada sistem ini adalah untuk mempercepat proses heat transfer pada air laut, ini diketahui dengan semakin cepat putaran RPM scraper, densitas ice slurry akan semakin rendah dan juga berakibat fraksi es akan naik. Fraksi es yang terbentuk banyak karena periode nukleasi pada rpm tinggi lebih lama daripada rpm rendah. 6. Kemampuan ice slurry scraper generator

ini untuk memproduksi ice slurry dalam 5.5 jam adalah dapat memproduksi ice slurry dengan fraksi es sebesar 57 persen. 57 % didapat apabila volume air lautnya hanya 7 liter.

7. Nilai entalpi pada ice slurry bergantung pada nilai fraksi es pada ice slurry tersebut. Semakin banyak fraksi es, semakin besar nilai entalpi.

8. Nilai COP yang tinggi dapat berakibat pada konsumsi listrik yang lebih ringan 9. Faktor suhu lingkungan sangat

mempengaruhi kinerja dari sistem. Pembuatan ice slurry sebaiknya dijalankan pada malam hari.

10. Nilai densitas air laut akan naik sebanding dengan turunnya suhu air laut tersebut. Referensi

A°. Melinder*, Properties and other aspects of aqueous solutions used for single phase and ice slurry applications, international journal of refrigeration 33 (2010 ) 1506e1512

A , Melinder, 2008. General properties and characteristics of aqueous solutions used in indirect systems. In: Proc. 8th IIRGustav Lorentzen Conf. Nat. Working Fluids, Copenhagen.

Ben Lakhdar M, Cerecero R, Alvarez G, Guilpart J, Flick D, Lallemand A. Heat transfer with freezing in a scraped

surface heat exchanger. Appl Ther Eng 2005;25:45–60.

Bellas, J., Tassou, S.A., 2004. Present and future applications of ice slurries. International Journal of Refrigeration 28 (2005) 115–121

Cecilia Hägg ,2005,Ice Slurry as Secondary Fluid in Refrigeration Systems, Fundamentals and Applications in Supermarkets,School of Industrial Engineering and Management,KTH. Dincer I, Kanoglu M. Refrigeration Systems

and Applications. Singapore: John Wiley & Sons, Ltd; 2010.

Guilpart. Jacques, Evangelos Stamatiou, Anthony Delahaye, Laurence Fournaison.,2006. Comparison of the performance of different ice slurry types depending on the application temperature. International Journal of Refrigeration 29 (2006) 781–788

Kauffeld.M, Wang.M.J, Goldstein.V, Kasza.K.E. 2010.” Ice slurry application”. International Journal of Refrigeration

Masyamsir, 2001,Penanganan Hasil Perikanan, Departemen Pendidikan Nasional Mostafa H. Sharqawy, John H. Lienhard V and

Syed M. Zubair, Thermophysical Properties of Seawater: A Review of Existing Correlations and Data, Desalination and Water Treatment, 2010 R.J. Dossat, Principle of Refirgeration, 1961,

Toppan Company

Sharqawy. Mostafa H., 2013. New correlations for seawater and pure water thermal conductivity at different temperatures and salinities.

T.A. Mouneer *, M.S. El-Morsi, M.A. Nosier,

N.A. Mahmoud, Heat transfer performance of a newly developed ice slurry generator: A comparative study. Ain Shams Engineering Journal (2010) 1, 147–157

Wang,Shan.K.Handbook of Air Conditioning and refrigeration.McGrawHill: 2000 Wang, M.J., Goldstein, V., 2003. Ice slurry:

advanced fish chilling and preservation technology. Am. Fis Soc. Symp. 38, 379e386

Wang, M.J., Kusumoto, N., 2001. Ice slurry based thermal storage in multifunctional buildings. Heat Mass Transfer 37, 597e604.