LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISIS SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP PADA PROTOTIPE COOLING TUNNEL

(1)

LAPORAN TUGAS AKHIR

ANALISIS SISTEM REFRIGERASI KOMPRESI UAP PADA

PROTOTIPE COOLING TUNNEL

THE ANALYSIS OF VAPOR COMPRESSION REFRIGERATION

SYSTEM IN COOLING TUNNEL PROTOTYPE

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Dipoma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara

Politeknik Negeri Bandung

Disusun Oleh:

TIA NURUL SYIFA

NIM : 091611029

PROGRAM STUDI TEKNIK PENDINGIN DAN TATA UDARA

JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

(2)

(3)

CURICULUM VITAE

Personal Data Full Name Tia Nurul Syifa Address

Jl. Sudirman no 172 RT 05/05 ds. Suci kec. Karangpawitan – Garut 44182

Contact

Mobile Phone : 085723825991 E-mail : tianez91@ymail.com Detail Information

Place, Date of Birth Sex Religion Family Marital Status Hobbies : Garut, September 21h 1991 : Female : Islam

: 2nd _{(second) daughter of 2 (two)} children

: Single

: Watching, Reading, Listening to the

music

Education Background Year Institution

2006-2009 SMAN 1 Tarogong Kidul

2003-2006 SMPN 2 Garut

1997-2003 SDN Suci II

1996-1997 TK Aisyiyah 2

Program Diploma III

Institution : Refrigeration and Air Conditioning Engineering Polytechnic of Bandung Year : 2009 -2012

(4)

ABSTRAK

Cooling tunnel merupakan sistem refrigerasi yang banyak digunakan di industri, baik industri pengolahan makan, minuman dan farmasi. Sistem ini menggunakan pendinginan diskontinyu dan sistem konveyor untuk menyimpan produk masuk ke dalam kabin. Pada umumnya cooling tunnel menggunakan sistem refrigerasi kompresi uap.

Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk menguji dan mengetahui kinerja sistem refrigerasi kompresi uap prototype cooling tunnel dan kemudian menganalisisnya. Beban yang digunakan dalam pengujian sistem ini adalah cokelat yang dilelehkan dengan temperatur berkisar 35o_{C – 40}o_{C. Proses}

pendinginan cokelat dalam kabin disetting selama 15 menit. Setelah waktu yang disetting tercapai produk akan keluar secara otomatis dengan temperatur berkisar 13 oC – 16 oC dan berupa cokelat padat.

Data yang diperoleh dari hasil uji performansi kemudian di-plot pada diagram P-h dengan menggunakan software Coolpack sehingga dapat dianalisis baik dari segi COP atau pun efisiensi. Hasil dari pengujian prototype cooling tunnel dengan temperatur kabin yang berdimensi 0,8 x 0,38 x 0,35 m3 dan dijaga 20_{C - 6}0_{C diperoleh temperatur produk yang tercapai sebesar 13,3}0_{C, COP aktual}

rata-rata sebesar 3.4 dan efisiensi rata-rata sebesar 60,7% ,sehingga dapat disimpulkan bahwa sistem ini sudah sesuai rancangan dan masih memiliki performasi yang baik.

Kata Kunci : Cooling Tunnel, Sistem Refrigerasi Kompresi Uap, Temperatur Produk, COP, Efisiensi

(5)

ABSTRACT

Cooling tunnel is refrigeration system which has been used in many industries, such as food processing, beverage and pharmaceutical. Cooling tunnel system uses discontinue cooling and conveyor system for moving the product to enter the cabin. Refrigeration system that used by the cooling tunnel is vapor compression refrigeration system.

The aim of this final project is to test and to know the performance of the vapor compression refrigeration system cooling tunnel prototype and then analyze it. The load that used in the testing of this system is the melted chocolate with ranging temperature from 350C-400C. Chocolate cooling processed in the cabin has been set for 15 minutes. After the set point has been reached, the product will come out automatically with ranging temperature from 130C-160C and a chocolate solid.

This final project used the method of carrying the data by performance testing during the system was running then the data were plotted on P-h diagram by using Coolpack software to calculate the rate of COP and efficiency. The results of testing cooling tunnel prototype where the cabin which has dimension of 0,8 x 0,38 x 0,35 m3 and temperature are kept on 20C - 6oC, got the product temperature has been reached of 13,30C, average of COP actual of 3,4 and the average of efficiency of 60,7% , so it can be concluded that the performance of this system is good.

Keywords : Cooling Tunnel, Vapor Compression Refrigeration System,Product Temperature, COP, Efficiency

(6)

KATA PENGANTAR

Puji serta syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayat-Nya yang telah dilimpahkan kepada hamba-Nya, sholawat serta salam semoga selalu dilimpahkan kepada Rasul alam Nabi Muhammad SAW, beserta keluarganya, sahabatnya, serta kita sebagai umatnya. Penulis sangat bersyukur karena dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Analisis

Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Pada Prototype Cooling Tunnel” yang

disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi diploma III di Politeknik Negeri Bandung.

Penulis menyadari bahwa dari awal sampai akhir pembuatan laporan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tua dan seluruh keluarga besar tercinta atas dukungan moril dan materilnya.

2. Bpk. Aries Prih Haryono, ST., MT selaku pembimbing I yang telah membimbing penulis dan memberikan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

3. Bpk. Rudi Rustandi, ST., M.Eng selaku pembimbing II yang banyak memberikan bimbingan dan dukungan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

4. Bpk. Muhammad Anda Falahuddin, ST., MT selaku koordinator tugas akhir Teknik Refrigerasi Dan Tata Udara khususnya kelas 3A.

5. Bpk. Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku ketua Jurusan Teknik Refrigerasi Dan Tata Udara.

6. Seluruh staf dosen, teknisi dan instruktur di laboratorium Teknik Refrigerasi Dan Tata Udara yang telah memberikan bantuan dan nasehatnya.

(7)

7. Adi Guna Priadi, Ambang Bayu Utama dan Fuja Pratama sebagai partner TA yang telah bersama-sama berjuang menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Rekan-rekan 3A yang selalu memberikan dukungan dan bantuannya baik secara materil maupun moril.

9. Seluruh rekan-rekan angkatan 2009 yang bersama-sama berjuang dalam pelaksanaan tugas akhir.

10. Seluruh pihak yang membantu penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini terdapat kekurangan-kekurangan mengingat terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis serta penulis berharap mendapatkan kritik dan saran yang membangun yang sangat penulis harapkan.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan tugas kahir ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis sendiri khususnya. Terima kasih.

Bandung, Juli 2012 Penulis

(8)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

LAMPIRAN ... ix BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Tujuan ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Metoda Penelitian ... 2 1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 Cooling Tunnel ... 5

2.2 Sistem Conveyor ... 6

2.3 Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Sederhana ... 7

2.4 Siklus Sistem Refrigerasi ... 9

2.5 Komponen Utama Sistem Refrigerasi Kompresi Uap ... 12

2.6 Komponen Pendukung Pada Sistem Refrigerasi ... 13

BAB III DESKRIPSI KERJA SISTEM DAN METODE PENELITIAN ... 16

3.1 Data Rancangan ... 16

3.2 Cara Kerja Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Prototype Cooling Tunnel ... 17

3.3 Cara Kerja Sistem Kelistrikan Prototype Cooling Tunnel ... 19

3.4 Proses pengambilan Data ... 21

3.4.1 Titik Pengukuran ... 21

3.4.2 Alat Pengukuran ... 22

3.4.3 Penenmpatan Alat Ukur Pada Titik Pengukuran ... 22

3.5 Prosedur Pengambilan Data ... 22

BAB IV DATA DAN ANALISIS ... 24

(9)

4.1 Data Pengukuran ... 24

4.2 Analisis Hasil Pengujian ... 25

4.2.1 Temperatur Produk Terhadap Waktu ... 23

4.2.2 Temperatur Kabin Terhadap Waktu ... 26

4.3 Analisis Pengolahan Data ... 27

4.3.1 Data Pengukuran Ke-1 (Menit ke 140, Tanpa Produk, Konveyor Off) ... 28

4.3.2 Data Pengukuran ke-2 (Menit ke 140, Tanpa Produk, Konveyor On) ... 30

4.3.3 Data Pengukuran ke-3 (Menit ke 140, Produk Dan Konveyor On) ... 32

4.3.4 COP Terhadap Waktu ... 34

4.3.4 Efisiensi Terhadap Waktu ... 36

4.3.5 Arus dan Tegangan Terhadap Waktu... 37

BAB V PENUTUP ... 39 5.1 Kesimpulan ... 39 5.2 Saran ... 39 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Cooling Tunnel ... 5

Gambar 2.2 Sistem Conveyor ... 7

Gambar 2.3 Siklus Refrigerasi Kompresi Uap ... 8

Gambar 2.4 Siklus Kompresi Uap Pada Diagram P-h ... 9

Gambar 3.1 Prototype Cooling Tunnel ... 16

Gambar 3.1 Diagram Pemipaan Sistem Prototype Cooling Tunnel ... 18

Gambar 3.2 Diagram Kelistrikan Sistem Prototype Cooling Tunnel ... 20

Gambar 4.1 Temperatur Produk Terhadap Waktu ... 25

Gambar 4.2 Temperatur Kabin Terhadap Waktu ... 26

Gambar 4.3 Diagram p-h Siklus Refrigerasi Pada Prototype Cooling Tunnel Saat Beban Kosong di Menit ke- 140 ... 28

Gambar 4.4 Diagram p-h Siklus Refrigerasi Pada Prototype Cooling Tunnel Saat Konveyor On di Menit ke- 140 ... 30

Gambar 4.5 Diagram p-h Siklus Refrigerasi Pada Prototype Cooling Tunnel Saat Beban Produk di Menit ke- 140 ... 32

Gambar 4.6 COP Terhadap Waktu Saat Beban Kosong ... 34

Gambar 4.7 COP Terhadap Waktu Saat Conveyor On ... 34

Gambar 4.8 COP Terhadap Waktu Saat Beban Produk ... 35

Gambar 4.9 Efisiensi Terhadap Waktu Saat Beban Kosong ... 36

Gambar 4.10 Efisiensi Terhadap Waktu Saat Conveyor On ... 36

Gambar 4.11 Efisiensi Terhadap Waktu Saat Beban Produk ... 37

Gambar 4.12 Arus Terhadap Waktu ... 37

Gambar 4.13 Tegangan Terhadap Waktu ... 38

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Rancangan ... 16

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Data Pengukuran

Lampiran B Diagram P-h Lampiran C Gambar Teknik

(13)

DAFTAR PUSTAKA

ASHRAE, Handbook Refrigeration, SI Edition, 2002

Althouse, Andrew D., Turnquist, Carl H., and Bracciano, Alfred F., Modern Refrigeration and Air Conditioning. America, The Goodheart-Wilcox Company,Inc. 2004

Boyle, Graham. Australian Refrigeration and Air Conditioning. Volume 2, Australia. 1988

Dossat, Roy J. Principles of Refrigeration Second Edition, SI Version , Canada, John Wiley and Sons,Inc. 1981.

http://industrial-equipment.seotechnologies.com.au/category/cooling-tunnels/ http://www.process-systems.com.au/web/cooling-tunnels.html

http://http://www.musatek.com/prod-10.html

Wang, Shan K. Handbook of Air Conditioning and Refrigeration, Second Edition, McGraw-Hill Inc. 2001

Whitman, William C., Johnson, William M., Tomczyk, John A., and Silberstein, Eugene. Refrigeration and Air Conditioning Technology 6th

Edition, USA, Delmar. 2009