BAB II PERPINDAHAN PANAS DALAM PENDINGINAN

BAB II
PERPINDAHAN PANAS DALAM PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN
2.1 Pendahuluan
Pendinginan dan pembekuan pada dasamya merupakan fenomena
perpindahan panas. Oleh karena itu perlu dibahas kembali metode perpidahan
panas, selanjutnya diaplikasikan apabila perpindahan panas melewati suatu
bangunan dan bagaimana penerusan dan pelepasan panas pada bahan selama
pendinginan.
Pembahasan mengenai perpindahan panas bermanfaat mengingat
perpindahan panas lewat bangunan pendingin dipengaruhi oleh jenis susunan dan
ukuran bahan, kondisi udara luar dan sumber panas yang ada di bangunan
pendingin. Adapun pengetahuan tentang watak bangunan simpan serta watak
penerusan panas merupakan salah satu kriteria desain bangunan simpan dingin.
Sedangkan watak penerusan panas dan pelepasan panas dari bahan pangan dalam
pendinginan dan pembekuan perlu diketahui agar mutu bahan pangan dapat
dipertahankan.
Pembelajaran pada bab ini, mempunyai tujuan instruksional khusus agar
mahasiswa mampu menerangkan metode perpindahan panas, dapat menjelaskan
perpindahan panas melewati suatu bangunan pendingin, mampu menunjukkan
karakteristik penerusan dan pelepasan panas dan bahan pangan dalam proses
pendinginan dan pembekuan dan mampu menguraikan sumber panas dan beban
pendingin.
2.2 Penyajian
a. Uraian
Perpindahan panas adalah perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain
karena perbedaan suhu diantara benda atau material. Perpindahan energi sebagai
panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi, dan radiasi.
Perpindahan panas melewati suatu isolator yang disebabkan beda suhu terjadi
bersamaan secara konduksi, konveksi, dan radiasi, secara skematis dapat
digambarkan sebagai berikut
Universitas Gadjah Mada
Gambar 2.1 Perpindahan panas melalul isolator
Jika aliran dan bahan panas yang lewat suatu benda dapat dianalogikan dengan
aliran listrik, maka :
Gambar 2.2 Aliran dan bahan panas yang dianalogikan dengan aliran listrik
Bila hambatan termai dapat ditulis sebagai :
Universitas Gadjah Mada
Persamaan di atas dapat kita tulis :
Dimana : k = koefisien konduktifitas termal
h, = koefisien perpindahan panas konveksi
h, = koefisien perpindahan panas equivalent radiasi
A = luas permukaan
AT = perbedaan suhu antara dua permukaan
Jika U = koefisien transfer panas total, maka :
U = 11(R. A)
q=U.A.AT
atau persamaan umum :
1/U = 1/h0 + L1/k1 + L2/k2 + ...... + Ln/kn + 1/h,
dimana :
ho = koefisien perpindahan panas pada permukaan luar
h; = koefisien perpindahan panas pada permukaan dalam
L/k = resistensi panas dari berbagai lapis material dengan L = tebal dan k = koefisien
konduktifitas panas.
Untuk
lebih
memperdalam
materi
ini
dapat
dibacapada
buku
Perpindahan Kalor (Heat Transfer), karangan J.P Holman diterjemahkan Ir E. Jasjfi,
penerbit Erlangga, tahun 1984. Jakarta.
Sumber panas dari beban pendingin
Pada umumnya beban dari suatu system pendingin bersumber dad
panas sensible (panas tersadap) dan panas laten. Untuk memperkirakan besamya
beban dari system pendinginan yang berupa sumber panas dari bahan pangan dan
peralatan serta kondisi ruang yang ingin dipertahankan, diperlukan kehilangan dan
perolehan panas. Harga-harga dari beban panas dari luar yang bersumber dari
matahari , konstanta dari material untuk bangunan pendingin, panas spesifik dan
respirasi dari bahan pangan pada berbagai suhu serta persyaratan suhu penyimpan
dingin dapat dicari di buku pegangan (Physical Properties of Food and Food
Universitas Gadjah Mada
Processing Systems, karangan Lewis, M.J tahun 1987). Adapun sumber panas yang
merupakan beban pendingin berasal dari :
A. Sumber panas yang berasal dari panas tersadap (sensible)
1) Panas yang mengalir lewat dinding luar, atap, lantai, jendela, dan pintu yang
disebabkan karena perbedaan suhu bagian luar dan dalam
2) Panas yang disebabkan karena radiasi matahari :
(i) Transmisi panas secara langsung karena radiasi lewat kaca jendela dan
ventilasi.
(ii) Panas dap matahari yang diabsorbsi oleh Binding, atap, yang kemudian
ditransmisikan ke ruang pendingin lewat konduksi.
3) Panas yang bersumber dari produk / bahan pangan
4) Panas yang berasal dari berbagai alat
5) Panas yang disebabkan karena pekerja
6) Panas yang disebabkan karena infiltrasi udara lewat bocoran dan karena
frekuensi pembukaan pintu bangunan.
B. Panas yang bersumber dari panas laten
1) Panas laten udara yang masuk di dalam ruang pendingin lewat infiltrasi
2) Panas laten dari pekerja/ manusia
3) Panas laten dari produk / bahan pangan yang disimpan
Untuk memperdalam materi ini, mahasiswa diharapkan membaca dan
mempelajari buku Refrigeration and Air Conditioning, karangan Domikund War.S
(1980)„Dhanpat Rai and Sons, New Delhi India. Dan buku yang lain Principle of
Refrigeration, karangan Dossat R.J (1978), John Wiley and Sons, New York.
b. Aktifitas
Aktifitas mahasiswa dalam perkuliahan antara lain merangkum materi
perpindahan panas melalui tanya jawab dan beberapa menganalisa aplikasi dari
perpindahan panas.
c. Latihan
Apel sebanyak 200 kg didinginkan dari suhu 25°C menjadi -2C - spesifik apel di
atas titik beku = 3,59 kJ/kg °C. panas spesifik diatas titik bei _ = ' BE kJ/kg °C. panas
laten 281,5 kJ/kg. Dianggap air yang ada pada ba^ar atamembeku pada suhu -1°C.
Berapakah jumlah panas seluruhnya.
Universitas Gadjah Mada
d.Rangkuman
(i)
Pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu fenomena perpindahan
panas baik secara konduksi, konveksi, maupun radiasi.
(ii) Perpindahan panas lewat bangunan pendingin dipengaruhi oleh jenis susurardan
ukuran bahan, kondisi udara luar dan sumber panas yang ada di bangurar
pendingin.
(iii) Watak penerusan panas dan pelepasan panas dari bahan pangan dalar-
pendinginan dan pembekuan perlu diketahui agar mutu bahan pangan dapat
dipertahankan.
(iv) Pada umumnya beban dari suatu system pendingin bersumber dari panas
sensible (panas tersadap) dan panas laten.
2.3 Penutup
Tes formatif belum diberikan dalam pertemuan ini. Petunjuk penilaian dan
umpan balik dilihat dari kemampuan mahasiswa merangkum materi perpindahan
panas. Adapun tindak lanjut apabila belum menguasai materi pada bab ini dianjurkan
untuk membaca literature perpindahan panas dan pustaka yang dipakai dalam bab
ini.
Universitas Gadjah Mada
2.4. Daftar Pustaka
Holman, J.P, dan Ir E. Jasjfi. 1984. Perpindahan Kalor (Heat Transfer). Penerbit
Erlangga. Jakarta.
Domikund ,W.S. 1980. Refrigeration and Air Conditioning. Dhanpat Rai and Sons.
New Delhi India.
Dossat,R.J. 1981. Principles of Refrigeration 2"d ed SI Version. John Wiley & Sons,
Inc. New York.
Universitas Gadjah Mada