Top Banner
1 BAB I PENGANTAR TEKNIK PENDINGIN A. Pengenalan Teknik Pendingin dan Aplikasinya Teknik pendingin turut meningkatkan tingkat kehidupan manusia menjadi lebih baik. Hal tersebut disebabkan dengan adanya kerja sama yang terjalin bertahun-tahun antara para teknisi, ilmuan, dan ahli teknik yang turut mengembangkan ilmu pengetahuan dan ketrampilan. Aplikasi teknik pendingin sudah semakin luasnya tetapi penggunaannya yang paling umum dan telah lama digunakan adalah untuk pengawetan makanan, hampir hasil pertaanian, industri, maupun laboratorium menggunakan jasa pendinginan. 1. Asal Usul Percobaan Pengawetan Bahan Makanan Pada tahun 1626 telah dilakukan percobaan pengawetan makanan yang dilakukan oleh Francis Bacon mencoba mengawetkan ayam dengan cara membungkusnya dengan salju dan juga Anton van Leeuwenhoek dan seaorang belanda yang berhasil menyinkapkan tabir ilmu pengetahuan baru dengan menggunakan mikroskopnya ia dapat melihat bahwa dalam setetes air jernih ternyata terdapat jutaan organisme hidup yang dikenal sebagai mikroba. 2. Percobaan Membuat Mesin Es Salah satu hak patent pertama untuk mesin pembuat es didapat oleh Jacob Perkins seorang ahli teknik Amerika yang tinggal di London pada tahun 1834. mesin ini berhasil digunakan dipabrik pengalengan daging. 3. Penggunaan Teknik Pendinginan Pada Masa Kini a. Untuk Pengawetan Bahan Makanan Hal utama dalam industri makanan adalah persiapan, penyimpanan dan distribusi. Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah seperti contohnya buah-buahan, sayuran dan
22

Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

Mar 15, 2019

Download

Documents

truongthuy
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

1

BAB I

PENGANTAR TEKNIK PENDINGIN

A. Pengenalan Teknik Pendingin dan Aplikasinya

Teknik pendingin turut meningkatkan tingkat kehidupan manusia

menjadi lebih baik. Hal tersebut disebabkan dengan adanya kerja sama yang

terjalin bertahun-tahun antara para teknisi, ilmuan, dan ahli teknik yang turut

mengembangkan ilmu pengetahuan dan ketrampilan.

Aplikasi teknik pendingin sudah semakin luasnya tetapi

penggunaannya yang paling umum dan telah lama digunakan adalah untuk

pengawetan makanan, hampir hasil pertaanian, industri, maupun laboratorium

menggunakan jasa pendinginan.

1. Asal Usul Percobaan Pengawetan Bahan Makanan

Pada tahun 1626 telah dilakukan percobaan pengawetan makanan

yang dilakukan oleh Francis Bacon mencoba mengawetkan ayam dengan

cara membungkusnya dengan salju dan juga Anton van Leeuwenhoek dan

seaorang belanda yang berhasil menyinkapkan tabir ilmu pengetahuan

baru dengan menggunakan mikroskopnya ia dapat melihat bahwa dalam

setetes air jernih ternyata terdapat jutaan organisme hidup yang dikenal

sebagai mikroba.

2. Percobaan Membuat Mesin Es

Salah satu hak patent pertama untuk mesin pembuat es didapat oleh

Jacob Perkins seorang ahli teknik Amerika yang tinggal di London pada

tahun 1834. mesin ini berhasil digunakan dipabrik pengalengan daging.

3. Penggunaan Teknik Pendinginan Pada Masa Kini

a. Untuk Pengawetan Bahan Makanan

Hal utama dalam industri makanan adalah persiapan,

penyimpanan dan distribusi. Beberapa jenis makanan dapat disimpan

dalam keadaan mentah seperti contohnya buah-buahan, sayuran dan

Page 2: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

2

juga jenis makanan yang harus diolah dulu sebelumnya. Pendinginan

sering kali merupakan satu faktor dalam proses ini, misalnya untuk :

1. Produk harian

2. Kemasan daging

3. Produk ikan

4. Produk minuman

5. Lemari es dan freezer

b. Pabrik Kimia

Fungsi utama pendinginan pada pabrik kimia disini adalah :

1. Untuk pemisah gas di pabrik petrokimia dengan temperaturnya

serendah -250 ° F

2. Untuk pendinginan gas di pabrik ammonia dengan temperatur 0

dan 50 ° F

3. Untuk pengeringan udara di pabrik obat-obatan

4. Untuk pembekuan larutan di industri minyak

5. Untuk penyimpanan gas bertekanan rendah dalam bentuk cair pada

temperatur -250 ° F

6. Untuk proses pendinginan pada pelapisan kertas lilin dengan

temperatur 10 ° F

7. Unutk mnengeluarkan panas dari suatu reaksi di pabrik karet tiruan

8. Untuk penyeimbang larutan di pabrik tekstil dan karet

9. Untuk fermentasi/proses peragian di pabrik alkohol dan penisilin

10. Untuk pendinginan dan pengawetan di pabrik-pabrikobat-obatan

dan bahan peledak

4. Untuk Pemakaian Khusus

Dengan semakin luasnya penerapan teknik pendinginan maka kita

akan menjumpainya dalam bidang :

a. Perlakuan dingin terhadap logam

b. Kedokteran

c. Arena es skating

d. Konstruksi

Page 3: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

3

e. Penawaran air laut

f. Untuk pabrik-pabrik es

5. Air Conditioning (Pengkondisian Udara)

Pada mulanya pengkondisian udara itu dimaksudkan untuk

memperbaiki proses suatu pekerjaan dan bukan unutk kenyamanan

pekerja. Tapi pada akhirnya juga dipakai untuk kenyamanan pekerja agar

didapat efesiensi kerja yang lebih baik.

Pengkondisisan udara untuk industri antara lain digunakan pada :

a. Laboratorium

b. Percetakan

c. Pembuatan alat-alat presisi

d. Tekstil

e. Pembuatan baja

f. Pharmasi

g. Produk photography

h. Untuk pemelihara ternak

i. Pengkondisisan udara juga diperlukan untuk kendaraan-kendaraan,

kantor-kantor, rumah , rumah sakit, hotel dan sebagainya.

6. Penggunaan AC Untuk Kenyamanan

Ada sistem pengkondisian yang sengaja dipakai untuk kenyamanan

hidup manusia bukan semata-mata untuk penyimpanan barang biasanya

terdapat pada :

a. Perumahan

b. Tempat-tempat penjual jasa

c. Kendaraan angkutan

d. Tempat kerja

7. Definisi

Sebelum melangkah ke tekniok pendinginan perlu kita ketahui

beberapa istilah yang nantinya akan banya disebut diantaranya :

Page 4: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

4

a. Panas

Panas adalah salah satu bentuk energi yang tidak dapat

diciptakan atau dimusnahkan. Panas hanya dapat dipindahkan jika

terdapat perbedaan temperatur atau perbedaan tekanan.

b. Dingin

Dingin adalah suatu istilah yang relatif sebab temperatur udara

luar 50 ° F untuk orang-orang yang tinggal di daerah tropis akan terasa

dingin tapi tidak dingin untukorang-orang di daerah kutub. Ada suatu

definisi yang menyebutkan bahwa dingin itu artinya gas (uap)

refrigeran bertemperatur dan bertekanan rendah itu dihisap ke dalam

kompressor, di dalam kompressor gas tadi dikompressikan menjadi gas

bertekanan tinggi kemudian ditekan masuk kedalam kondensor.

Kondensor berfungsi untuk membuang panas yang dikandung gas tadi

dan udara sekitarnya akan mengambil panas itu. Gas refrijeran yang

ada didalam kondensor mempunyai temperatur yang lebih tinggi

dibandingkanudara disekitarnya oleh karena itu dapat terjadi

perpindahan panas.

Refrijeran itu akan mengalir melalui alat control sebelum

masuk ke dalam evaporator. Di dalam alat control refrijeran dipaksa

mengalir melalui lubang kecil sehingga temperatur dan tekanannya

menjadi turun kembali sesuai dengan kondisi yang dapat diterima

evaporator. Sebabnya adalah setelah lewat lubang lecil kemudian

mengalir ke lubang besar di evaporator, refrijeran itu menjadi mudah

untuk menguap kembali.

Page 5: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

5

Gambar. Sistem Refrijerasi Sederhana

B. Teori Dasar Teknik Pendingin

a. Benda dan Panas

1. Benda dan Panas

Sepeti yang telah kita ketahui bahwa wujud benda yang kita

temui di alam ini ada dalam satu phasa (keadaan) yaitu padat, cair dan

gas (uap). Diantara ketiganya terdapat perbeaan yaitu :

a. Padat

Benda dalam keadaan padat dan isinya tetap karena molekul-

molekulnya saling merapat satu sama lain, dengan demikian gerak

molekulnya demikian lambat.

b. Cair

Benda dalam keadaan cair isinya tetap bentuknya berubah menurut

bentuk wadahnya.

c. Gas (uap

Benda dalam keadaan gas atau biasa disebut uap bentuk dan isinya

selalu berubah-ubah.

Walau ketiganya mempunyai perbedaan phasa dan tergantung

dari tekanan dan temperatur sekelilingnya, salah satu phasa (wujud)

dapat berubah ke phasa (wujud) lain, sebagai contoh air dapat berubah

Page 6: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

6

jadi es (padat) atau jadi uap air (gas). Benda padat selalu mempunyai

bentuk yang tetap sedangkan benda cair dan gas tidak mempunyai

bentuk tetapi tergantung pada wadahnya.

2. Gerak Molekul

Semua benda terdiri dari partikel-partikel kecil yang disebut

molekul dan molekulnya sendirim dapat dipecah lagi jadi bagian

terkecil disebuit atom. Molekul-molekul bervariasi dalam bentuk, isi,

dan berat. Dalam ilmu alam dapat kita ketahui bahwa molekul-molekul

mempunyai kecenderungan untuk saling merapat satu sama lain.

3. Hukum Thermodinamika I

Hukum Thermodinamika I menyatakan bahwa energi tidak

dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, tapi dapat diubah bentuknya

menjadi bentuk energi lain.

4. Hukum Thermodinamika II

Hukum Thermodinamika II menyatakan bahwa perpindahan

energi panas berlangsung jika terdapat perbedaan-perbedaan

temperatur. Panas itu mengalir dari benda bertemperatur rendah,

kejadian ini akan berlangsung sampai dicapai keseimbangan

temperatur.

5. Alat Ukur Temperatur

Sebagaimana halnya panjang, lebar, volume mempunyai

ukuran, maka temperaturnya dapat diukur. Tingkat jumlah energi

panas dapat diukur dengan alat yang disebut thermometer.

Thermometer ini berisi cairan Mercury yang akan memuai kalau kena

panas dan akan menyusut kalau kena dingin.

Page 7: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

7

Gambar. Perbandingan Skala Temperatur Celcius dan Fahrenhiet

6. Konversi Temperatur

Konversi dari salah satu skala ke skala lain daoat dilihat dari

tabel tetapi dapat pula dihitung dengan mudah menghitungnya melalui

persamaan :

… ° F = 1.8 ° C + 32 atau … ° F = 9/5 x ° C + 32

… ° C = ( … ° F – 32) / 1.8 atau … ° C = 5/9 x ( … ° F – 32)

Contoh :

Ubahlah jadi ° C jika diketahui temperatur ruangan 77 ° F

Jawab :

° C = ( 77 -32 ) / 1.8 = 25 ° C

° C = 5/9 x ( 77 – 32 ) = 25 ° C

Page 8: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

8

A : temp. didih air

B : temp.standar

C : temp. beku air

D : 0 absolut

7. Jumlah Panas

Ukuran jumlah panas dinyatakan dalam notasi British Thermal

Unit (BTU).air digunakan sebagai standar untuk menghitung jumlah

panas karena untuk menaikkan temperatur 1 ° F untuk tiap 1 lb iar

diperlukan panas 1 BTU. Oleh karena itu untuk menghitung jumlah

panas yang dibutuhkan/dibuang digunakan persamaan :

BTU = W x Δt

Dimana :

W = jumlah air

Δt = perbedaaan temperatur (° F)

8. Panas Jenis

Panas jenis suatu benda artinya jumlah panas yang diperlukan

benda itu agar temperaturnya naik 1 ° F.

Panas jenis untuk benda-benda umum (BTU/lb/° F)

Page 9: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

9

Air 1,0

Es 0,05

Udara (kering) 0,24

Uap 0,48

Alumunium 0,22

Kuningan 0,09

Timah hitam 0,03

Besi 0,10

Mercury 0,03

Tembaga 0,09

Alkohol 0,60

Minyak tanah 0,50

Olive oil 0,47

Kaca 0,20

Pine 0,67

Marmer 0,21

Harga panas jenis benda tentu saja tergantung pada perubahan

temperaturnya. Berdasarkan hal itu maka jumlah panas yang

dibutuhkan/dibuang dari suatu benda dapat dihitung digunakan

persamaan :

BTU = W x c x Δt

Dimana :

c = panas jenis benda

9. Perubahan Phasa (Wujud)

Marilah kita sekarang melihat perubahan-perubahan phasa

(wujud) benda :

Membeku : Yaitu perubahan dari cair ke padat

Mencair : Yaitu perubahan dari padat ke cair

Menguap : Yaitu perubahan dari cair ke uap

Mengembun : Yaitu perubahan dari uap ke cair

Page 10: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

10

Menyublim : Yaitu perubahan dari padat ke uap tanpa melalui

perubahan ke cairan

10. Panas Sensibel

Panas sensibel adalah panas yang dapat diukur, panas yang

menyebabkan terjadinya kenaikan atau penurunan temperatur. Semua

benda baik padat, cair atau gas mempunyai panas sensibel selama

berada diatas temperatur 0 o

absolute. Jumlah panas yang dibutuhkan

untuk merubah phasa padat ke phasa gas tergantung dari :

a. Temperatur awal pada saat benda dalam keadaan padat

b. Temperatur dimana benda padat berubah jadi cair

c. Temperatur dimana benda cair berubah jadi uap/gas

d. Temperatur akhir uap/gas yang terjadi

e. Jumlah panas yang dibutuhkan untuk merubah phasa

Gambar. Perubahan Phasa

11. Panas Laten

Panas laten adalah panas yang diperlukan unutk merubah phasa

benda mulai dari titik lelehnya atau titik didihnya atau titik bekunya

samapibenda itu secara sempurna berubah phasa tetapi temperatur

tetap.

Page 11: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

11

12. Cara-cara Perpindahan Panas

Menurut hokum thermodinamika II bahwa perpindahan panas

akan terjadi dari temperatur yang lebih tinggi ke temperatur yang lebih

rendah. Perpindahan panas ini akan terjadi dengan cara :

a. Konduksi

b. Konveksi

c. Radiasi

13. Insulasi

Benda ada yang bersifat penghantar panas dan ada yang

bersifat sebagai penyekat panas (insulasi). Tak ada bahan penyekat

panas yang benar-benar sempurna pasti akan terjadi kebocoran.

14. Efek Pendinginan

Istilah yang biasanya digunakan untuk mengukur kapasitas

pendinginan adalah ton pendinginan (Ton of Refrigeration) artinya 1

ton pendinginan sama dengan jumlah panas yang diperlukan untuk

mencairkan 1 ton es (2.000 lb) dalam waktu 24 jam.

b. Fluida dan Tekanan

1. Fluida

Fluida adalah setiap benda/materi yang dapat mengalir, benda

itu dapat berupa cairan maupun gas. Oleh karena refrijeran dapat

diklasifikasikan sebagai fluida sebab selama menempuh siklus

pendinginan refrijeran dapat berbentuk cair maupun gas/uap.

2. Tekanan Fluida

Tekanan adalah gaya yang bekerja per satuan luas dapat

dikatakan bahwa tekanan sebagai ukuran intensitas gaya pada suatu

satuan luas permukaan. Pada benda padat keseluruhan berat benda itu

menekan ke permukaan yang terkena kontak langsung tetapi pada

benda cair bukan hanya tekanan kearah bawah tetapi kebagian sisi

wadahnya. Jika bagian wadah dibuat berlubang air yang berada diatas

Page 12: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

12

bagian lubang itu akan mengalir keluar disebabkan gaya tekan air ke

bawah dan kepinggir.

Gambar. Air Menekan Ke Segala Arah

Notasi tekanan dinyatakan dalam psi (pound per square inch) =

lb/inch2. ada perbedaan antara gaya (force) dengan tekanan (pressure)

gaya merupakan berat total suatu benda dan tekanan adalah gaya per

satuan luas.

3. Head atau Tinggi Permukaan Air

Pada fluida selalu dijumpai hubungan erat antara tekanan

dengan tinggi permukaan air (head of water). Tekanan air bervariasi

tergantung dari tinggi permukaannya. Jika ketinggian permukaan

airnya naik atau turun maka hal ini akan mempengaruhi besarnya

tekanan air tersebut sebagai akibat berubahnya berat air dalam wadah.

Dari hal diatas maka dibuat satu persamaan :

p = 0,433 x h

dimana :

p = tekanan (psi)

h = tinggi permukaan air (ft)

4. Hukum Pascal

Petengahan abad 17 seseorang ahli matematika dan ilmuwan

Perancis Blaise Pascal mengadakan percobaan dengan menggunakan

Page 13: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

13

air dan tekanan udara. Hasil percobaan tersebut kita kenal dengan

Hukum Pascal. Hukum pascal itu menyatakan bahwa tekanan yang

diberikan pada suatu cairan akan dipindahkan ke segala arah dengan

sama rata. Salah satu apliksi hukum tersebut adalah pompa hidrolik

yang mampu melipat gandakan gaya.

Gambar. Hukum Pascal Berlaku Untuk Bentuk Yang Berbeda

Gambar dibawah diperlihatkan sebuah bejana berhubungan

yang berisi oil masing-masing bejana mempunyai torak sesuai dengan

besarnya bejana dan dianggap tidak ada kebocoran. Luas penampang

torak kecil adalah 1 inch2 dan penampang torak besar 30 inch

2. Suatu

gaya sebesar 1 lb diberikan pada penampang kecil akan sanggup

menahan beban sebesar 30 lb pada torak besar.

Gambar. Pemindahan Tekanan Hidrolik Menurut Hukum Pascal

5. Densitas

Dari ilmu fisika bahwa densitas adalah berat atau satuan lume

benda sebagaimana halnya lb/inch3 atau lb/ft

3 jika dibuat persamaan

didapat :

D = W / v

Page 14: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

14

Dimana :

D = densitas

W = berat benda

V = volume

Berat jenis dari benda umum lainnya dapat dilihat pada tabel dibawah :

Subtansi Densitas Sp. Gravity

Air (murni) 62,4 1

Alumunium 168 2,7

ammonia cair (60 F) 38,5 0,62

Kuningan 530 8,5

bata 112 1,8

Tembaga 560 8,98

kayu gabus (lempengan) 15 0,24

gasolin 41,2 0,66

Kaca (rata-rata) 175 2,8

besi (tulang) 448 7,2

Timah hitam 705 11,3

Mercury 848 13,6

oli (bahan bakar) 48,6 0,78

baja (rata-rata) 486 7,8

kayu - -

oak 50 0,8

pine 34,2 0,55

6. Volume Jenis (Specifik Volume)

Volume jenis suatu benda adalah besarnya volume (ft3) yang

dapat ditempati oleh 1 lb benda itu. Untuk benda cair nilainya akan

tergantung pada temperatur dan tekanan. Benda cair volumenya

dipengaruhi oleh perubahan tekanan karena pada perakteknya tidak

mungkin memadatkan benda cair.

Page 15: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

15

Volume gas atau uap sangat dipengaruhi oleh perubahan

temperatur atau tekanan yang bekerja padanya.

7. Tekanan Atmosfir

Bumi kita diselimuti udara yang disebut atmosfir, yang tebalnya

sekitar lebih dari 50 mil diukur dari permukaan bumi. Udara mempunyai

berat dan berat itulah yang dikenal sebagai tekanan atmosfir. Besarnya

tekanan atmosfir diukur mulai dari permukaan air laut besarnya kira-kira

14.7 psi.

Besarnya tekanan itu tidak tetap, tetapi bervariasi tergantung antara

lain pada letak tempat yang diukur dari permukaan air laut, jadi

permukaan air laut dianggap titik nol. faktor lainnya adalah perubahan

temperatur juga sekaligus pada jumlah kandungan uap air di udara.

pengukuran tekanan atmosfir itu dapat dilakukan dengan barometer

sederahana seperti gambar dibawah ini :

Gambar. Barometer Sederhana

8. Pengukur Tekanan

Alat pengukur yang selalu digunakan pada teknik pendingin dan

teknik pengkondisian udara adalah manometer. Isi alat ukur ini adalah

cairan yang biasanya dipakia mercury (Hg) air atau oil sebagai alat

indikasi besarnya tekanan yang bekerja. Manometer air dipakai bila ingin

Page 16: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

16

mengukur tekanan udara karena udara sangat ringan. Pada gambar

diperhatikan manometer terbuka sederhana jenis U.

Gambar. Manometer Air

9. Tekanan Mutlak

pada tabel dibawah menunjukkan hubungan antara tekanan mutlak,

atmosfir dan tekanan pada alat ukur. Pada tekanan udara normal dialat

ukur dinyatakan dengan angka nol (0). Untuk tekenan diatas normal

dinyatakan dengan psi dan dibawah normal dinyatakan dengan inch air

raksa.

Gauge Pressure Absolute Pressure

40 54,7

30 tekanan 44,7

20 di atas 34,7

10 atmosfir, psi 24,7

0 tekanan 14,7

10 tekanan 20

20 tekanan dibawah atmosfir 10

30 dalam inch Hg 0

(29, 92)

Gambar. Hubungan Antara Tekanan Absolute, Atmopsfir dan Tekanan Pada Alat

(Gauge Pressure)

Page 17: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

17

10. Tekanan Gas

volume gas dipengaruhi oleh perubahan tekanan atau temperatur

atau kedua-duanya. Untuk menghitung perubahan-perubahan diperlukan

adanya dalil. Hukum Boyle menyatakan bahwa volume gas berbanding

terbalik dengan tekanannya jika temperatur gas dianggap tetap. Artinya

hasil perkalian antara tekanan dengan volume tetap konstan atau jika

tekanan gas itu jadi 2x asalnya maka volume baru ½ volume lama

demiikian juga sebaliknya. Konsep ini dapat dinyatakan sebagai :

p1 . v1 = p2 . v2

dimana :

p1 dan v1 adalah tekanan dan volume awal

p2 dan v2 adalah tekanan dan volume baru

c. Diagram Tekanan dan Enthalpy (p-h)

1. Efek Pendinginan

Di dalam system refrijeran mengalir di dalam evaporator sambil

berubah phasa dari cairan jadi uap karena sejumlah panas diambilnya dari

udara sekelilingatau produk yang didinginkan, kemudian kembali

refrijeran di dalam kondensor menyerahkan panasnya kemedia pendingin

yang mengali di sekeliling kondensor. Penyerahan panas disertai

perubahan phasa uap ke cairan.

Jumlah phasa yang dibuang dikondensor merupakan jumlah panas

yang diambilnya di evaporator ditambah panas sisipan sepanjang pipa

penyalurnya (dari evaporator ke kondensor) dan juga panas yang

disebabkan oleh kompressor. Jenis kondensor yang dipakai terdiri dari

jenis pendinginan udara (media pendinginannya udara) pendinginan air

atau pendinginan campuran. Jumlah pans yang diambil refrijeran berarti

jumlah kerja yang dilakukan refrijeran tiap lb, terutama pada data

refrijeran berubah phasa dari cair ke uap.

Page 18: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

18

Gambar. Skema Pendinginan Sederhana

2. Siklus Diagram (Cycle Diagram)

Gambar diatas memperlihatkan skema diagram aliran suatu siklus

pendinginan sederhana, lengkap dengan perubahan-perubahan phasanya.

Pertama-tama refrijeran caira menyerap panas dievaporator dan berubah

jadi uap. Dikompressor uap refrijeran yang masuk dikompressikan jadi

uap panas bertekanan tinggi kemudian dialirkan ke kondensor untuk

menyerahkan panasnya sambil berubah lagi wujudnya dan siap untuk

disirkulasikan lagi.

Pada gambar dibawah diperlihatkan diagram mollier (dikenal

dengan nama diagram p-h). pada diagram ini ditunjukkan tekanan panas

dan temperatur dari refrijeran R-12. pada mollier diagram kita dapat

membuat suatu rencana jika tekanan evaporator dan kondensor sudah

ditetapkan dengan jalan membuat garis-garis sejajar dan titik-titik kerja.

Page 19: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

19

Gambar. Diagram p-h

Page 20: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

20

Berdasarkan gambar dibawah perubahan garis ke cair pada proses

kondensasi terjadi sepanjang garis kondensasi mulai dari kanan ke kiri,

perubahan cair ke gas/uap, pada proses vaporisasi terjadi sepanjang garis

penguapan mulai dari kiri ke kanan, pada salib sumbunya dapat juga

dilihat, garis y sebagai garis tekanan absolute (psia) dan garis x adalah

garis enthalpy.

Tek

anan

abso

lute

(psi

a)

3. Proses Pendinginan

Proses pendinginan secara teoritis kita anggap tak ada kebocoran

ataupun sisipan panas baik dari pipa sambungan antara komponen-

komponen utama maupun dari komponen-komponennya sendiri sehingga

tak ada perubahan temperature baik pada cairan yang dikondensasikan

setelah mengalir meninggalkan kondensor menuju alat ekspansi ataupun

pada uap saat meninggalkan evaporator menuju kekompressor.

4. Koeffisien Kerja (Coefficient of Performance)

Untuk mencari koefisien kerja dari suatu instalasi pendinginan

mesti diketahui dulu effek pendinginnya (RE) dan kerja kompressi.

Page 21: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

21

Perbandingan effek pendinginan dengan kerja kompressi adalah koeffisien

kerja (coefficient of performance/CoP). Kalau dibuat persamaan :

CoP = effek pendinginan

Untuk mencari besarnya CoP itu kita mesti kembali ke diagram p-h

Cop = (hC – hA) : (hD – hC)

Cop = 50,34 : 8,52 = 5,91

Angka CoP selalu lebih besar dari 1

5. Hal-hal yang Mempengaruhi Kapasitas

Pada gambar dibawah setelah refrijeran dikondisikan pada

temperatur 120 º F, jika cairan tiu didinginkan lagi (subcooled) sampai

titik A (100 º F) yang artinya subcooled 20 º F maka effek pendinginannya

hC-hA didapat sebesar 4,91 BTU/lb. hal ini disebabkan naiknya jumlah

panas yang diserap di dalam evaporator tanpa adanya kenaikanpanas

kompressi berarti angka CoP-nya tentu naik.

Subcooling itu terjadi di dalam kondensor atau di tampungan

(receiver) atau mungkin juga panas dari cairan refrijeran ke luar ke udara

sekitarnya melalui pipa penghubung antara kondensor dengan alat meteran

(matering device). Yang menguntungkan adalah subcooling yang terjadi

pada kondenser air sehingga dapat menaikkan effisiensi dan kapasitas

sistem yang bersangkutan.

Page 22: Pengantar Teknik Pendingin - tp.polsky.ac.idtp.polsky.ac.id/unduh-berkas/274bab_1.pdfa. Untuk Pengawetan Bahan Makanan ... Beberapa jenis makanan dapat disimpan dalam keadaan mentah

22

Cara lain subcooling adalah dengan memakai cara pemindahan

panas (heat exchanger). Pada cara ini saluran caiaran (pipa dari kondensor

ke evaporator) dihimpitkan (dilekatkan) dengan pipa saluran masuk (dari

evaporator ke compressor) sehingga dengan demikian panas dari refrijeran

cair yang baru keluar dari kondensor diambil oleh uap refrijeran yang baru

keluar dari evaporator cara ini ditunjukkan pada gambar dibawah :