Templat tugas akhir S1

ALAT PENDINGIN IKAN PORTABEL MENGGUNAKAN
ENERGI LISTRIK TENAGA SURYA
HENDI SANTOSO
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Alat Pendingin Ikan
Portabel Menggunakan Energi Listrik Tenaga Surya adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2013
Hendi Santoso
NIM C54090034
ABSTRAK
HENDI SANTOSO. Alat Pendingin Ikan Portabel Menggunakan Energi Listrik
Tenaga Surya. Dibimbing oleh TOTOK HESTIRIANOTO.
Indonesia merupakan negara maritim yang mempunyai wilayah laut yang
luas, menghasilkan sumberdaya perikanan laut yang sangat besar. Pemanfaatan
hasil laut, khususnya ikan dapat dioptimalkan dengan proses penanganan yang
baik. Ikan hasil tangkapan harus disimpan pada suhu
00- 50C untuk
mempertahankan kesegaranya. Tetapi, banyak nelayan Indonesia yang masih
menggunakan cara sederhana untuk menangani hasil tangkapan. Misalnya
penggunaan es batu dan penambahan garam untuk mencegah ikan busuk. Namun,
metode tersebut akan mengakibatkan perubahan kualitas dan rasa ikan.
Penelitian ini merancang alat pendingin ikan bertenaga surya sebagai
sumber energinya. Tenaga surya terpilih sebagai sumber energi alternatif listrik
untuk alat ini, mengingat fakta bahwa sinar matahari adalah sumber daya yang
dapat dimanfaatkan ketika nelayan berlayar. Desain alat ini dibagi menjadi 3
bagian yaitu: rancang bangun pendingin, instalasi sumber energi, dan
menghubungkan ke sumber energi. Alat ini mempunyai mempunyai kapasitas
ruang sebesar 40 liter dengan dimensi total dengan panjang 80 cm lebar 70 cm
dan tinggi 90 cm. Pengujian alat ini dilakukan sebanyak empat percobaan dan tiga
ulangan selama 90 menit. Instrumen pendingin ini mampu menghasilkan suhu
minimum sebesar -13,5 0C, dan suhu maksimal palka sebesar -0,9 0C selama 90
menit. Berdasarkan data yang diperoleh, alat ini dapat digunakan sebagai
pendingin ikan untuk mempertahankan kesegaran ikan.
Kata kunci : Instrumen pendingin, panel surya, kesegaran ikan, nelayan, suhu
ABSTRACT
HENDI SANTOSO. Portable Solar Powered Fish Chiller. Supervised by TOTOK
HESTIRIANOTO.
Indonesia is a maritime country, with a vast sea area, producing huge
number of fish as the biggest sea commodity. The utilization of marine products,
particularly fish, can be optimized with a good handling process. Catched fish
should be stored at temperature 0ºC-5ºC to maintain its freshness. Unfortunately,
many Indonesian fishermen are still using conventional methods to deal with the
haul. For instance, a lot of ice are used to maintain the temperature and the
addition of salt to prevent rotten fish. However, those methods will result in
changes of quality and taste of the fish.
Author created a model of portable solar-powered fish-chiller instrument.
Solar power was selected as the alternative source of electric energy for this
instrument, considering the fact that sunlight is the best resource which can be
utilized when fishermen sail. The design of this instrument is divided into 3 parts:
chiller design, energy source and energy source connector. The capacity is 40 liter
with dimension : 80 cm of length, 70 cm of width and 90 cm of height. According
to the trial, this instrument is able to generate a minimum temperature of -13.5º C
and maximum temperature of -0.9º C in 90 minute. Based on the data obtained,
this instrument can be used as the fish chiller to maintain the freshness of the fish.
Keywords : Instrument cooling, solar panels, the freshness of the fish, the
fishermen, the temperature.
ALAT PENDINGIN IKAN PORTABEL MENGGUNAKAN
ENERGI LISTRIK TENAGA SURYA
HENDI SANTOSO
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi : Alat Pendingin Ikan Portabel Menggunakan Energi Listrik
Tenaga Surya.
Nama
: Hendi Santoso
NIM
: C54090034
Disetujui oleh
Dr Ir Totok Hestirianoto, M.Sc
NIP. 19620324 1986031 001
Diketahui oleh
Dr Ir Wayan Nurjaya, M.Sc
NIP. 19640801 198903 1 001
Tanggal Lulus: 18 Oktober 2013
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah subhanahu wa Ta’ala
atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak April 2013 ini ialah teknologi
tepat guna, dengan judul Alat Pendingin Ikan Menggunakan Energi Listrik
Tenaga Surya.
1. Terima kasih dan penghargaan penulis disampaikan kepada ayahanda,
ibunda, serta seluruh keluarga, atas segala doanya.
2. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Totok Hestirianoto,
M.Sc selaku dosen pembimbing, yang telah banyak memberi saran dan
arahan kepada penulis.
3. Terimakasih kepada Bapak Fis Purwangka S.Pi, M.Si selaku dosen
penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk karya tulis ini.
4. Terimakasih kepada Ibu Adriani Sunuddin S.Pi, M.Si selaku pembimbing
GKM yang telah memberikan saran dan masukan untuk karya tulis ini.
5. Terimakasih kepada Seluruh Staff pengajar dan karyawan Departemen
Ilmu dan Teknologi Kelautan IPB, atas ilmu dan pengalaman berharga
yang diberikan.
6. Terimakasih penulis sampaikan kepada mbak Ratih, Bang Willy, Bang
Acta, Bang Asep serta staff dan asisten laboratorium Akustik dan
Instrumentasi kelautan yang telah membantu selama proses pengerjaan
Alat pendingin Ikan.
7. Terimakasih untuk Bapak Ateng yang telah membantu dalam proses
pembuatan alat pendingin ikan ini.
8. Ungkapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Luthfy Nizarul Fikry,
Dessy Aryanti Utami, Muhammad Riandy, Irwan Rudy Pamungkas, Ferdy
Gustian Utama, Muhammad Idris serta seluruh keluarga ITK 46, FPIK,
dan Mahasiswa IPB yang senantiasa memberikan dukungan kepada
penulis selama menjalani perkuliahan sampai hari ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Oktober 2013
Hendi Santoso
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Rumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
3
METODE
3
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Desain Kerja Alat
3
Perancangan Alat
4
Pembuatan Alat
6
Uji Coba
7
Prosedur Analisis Data
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Sistem Rangka
7
Sistem Perpipaan
8
Sistem Kelistrikan
11
Sistem Solar Panel
13
Kinerja Mesin Pendingin
14
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
21
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir perancangan alat pendingin
2 Desain alat pendingin ikan
3 Diagram alir pembuatan dan pengujian alat
4 Rangka alat pendingin.
5 Sistem pemipaan pada alat pendingin.
6 Kompresor
7 Kondenser
8 Evaporator
9 Strainer/saringan
10 Pipa Kapiler
11 Over load dan Start relay kompresor
12 Sistem pendinginan pada mesin
13 Sistem Kerja Mesin Pendingin
14 Grafik rata-rata laju penurunan suhu
4
5
6
8
8
9
9
10
10
11
12
12
14
15
DAFTAR LAMPIRAN
1 Lampiran 1 Hasil uji coba alat
2 Lampiran 2 Dokumentasi proses pembuatan instrumen
3 Lampiran 3 Dokumentasi Uji Coba Alat
18
19
19
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang memiliki wilayah perairan yang lebih
luas bila dibandingkan dengan wilayah daratannya. Luas wilayah perairan
Indonesia mencapai 5.8 Juta Km2 sedangkan wilayah daratnya hanya memiliki
luas 1.9 Juta Km2. Luasnya wilayah laut Indonesia mengandung sumberdaya
perikanan laut yang sangat besar. Potensi produksi perikanan laut Indonesia cukup
besar. Luasnya lautan di Negara Indonesia membuat sebagian besar penduduk
sekitar pantai memilih berprofesi sebagai nelayan. Namun mayoritas dari nelayan
ini adalah nelayan tradisional yang masih memanfaatkan cara sederhana untuk
penanganan hasil tangkapan.
Permasalahan yang sering dihadapi oleh nelayan tradisional adalah
mengenai penanganan dan pemasaran hasil produksi ikan. Nelayan mengharapkan
agar ikan hasil tangkapannya tetap segar sampai di tangan konsumen dengan
harga jual yang tinggi, namun faktanya hasil tangkapan ikan yang akan dijual ke
konsumen sering mengalami perubahan, baik perubahan fisik maupun kimia dan
secara bertahap mengarah ke pembusukan yang mengakibatkan harga jual ikan
menjadi rendah.
Hasil penangkapan mudah mengalami kemunduran mutu, pengertian mutu
sebenarnya identik dengan kesegaran. Ikan segar mempunyai dua pengertian,
yang pertama merupakan ikan yang baru saja ditangkap, tidak disimpan atau
diawetkan. Kedua, ikan yang mutunya masih baik, disimpan atau diawetkan dan
mempunyai mutu yang tidak berubah serta belum mengalami kemunduran, baik
secara kimia, fisika, maupun biologi walaupun sudah mengalami penyimpanan,
misalnya ikan-ikan yang dibekukan (FAO 1995, Yunizal dan Wibowo 1998).
Kesegaran akan bisa dicapai bila dalam penanganan ikan berlangsung dengan baik.
Ikan yang masih segar berarti belum mengalami perubahan-perubahan biokimiawi,
mikrobiologi, maupun fisikawi yang dapat menyebabkan kerusakan berat pada
daging ikan (Irawan 1995). Untuk mempertahankan mutu ikan segar, bahan baku
harus secepatnya diolah. Apabila terpaksa harus menunggu proses lebih lanjut
maka ikan harus disimpan dengan es atau air dingin (0°C sampai dengan 5°C),
saniter dan higinis (SNI 01-2729.1-2006)
Tingkat kesegaran ikan memberikan kontribusi utama terhadap mutu
produk hasil perikanan. Untuk semua produk, kesegaran ikan sangat penting bagi
mutu dari produk akhir yang dihasilkan. Secara umum ada 2 metode utama yang
biasa digunakan untuk menilai tingkat kesegaran dan mutu ikan, yaitu metode
sensori dan non-sensori (Robb 2002).
Teknik penanganan ikan yang paling umum digunakan untuk menjaga
kesegaran ikan adalah penggunaan suhu rendah. Selanjutnya, pada kondisi suhu
rendah pertumbuhan bakteri pembusukan dan proses-proses biokimia yang
erlangsung dapat tumbuh ikan yang mengarah pada kemunduran mutu menjadi
lebih lamban (Gelma et all 2001)
Pengawetan ikan dengan suhu rendah merupakan suatu proses
pengambilan atau pemindahan panas dari tubuh ikan ke bahan lain. Ada pula yang
mengatakan bahwa pendinginan adalah proses pengambilan panas dari suatu
2
ruangan yang terbatas untuk menurunkan dan mempertahankan suhu di ruangan
tersebut bersama isinya agar selalu lebih rendah dari pada suhu diluar ruangan.
Kelebihan pengawetan ikan dengan pendinginan adalah sifat-sifat asli ikan tidak
mengalami perubahan tekstur, rasa dan bau (Adawiyah 2007).
Cara umum yang paling sering dipakai oleh nelayan tradisional untuk
mempertahankan kesegaran ikan adalah dengan pendinginan dan pemberian
garam. Pendinginan dilakukan dengan memberi es batu pada ikan, tetapi
pemberian es batu ini akan mebuat volume palka semakin kecil dan biaya
produksi akan semakin besar. Pemberian garam pada ikan akan membuat rasa
ikan berubah dan beratnya menjadi berkurang. Pada dasarnya pengawetan ini
bertujuan untuk menghambat berkembangnya bakteri yang dapat memicu
terjadinya pembusukan pada ikan.
Alternatif yang bisa dipakai untuk masalah pendinginan di kapal ikan
tersebut, salah satunya adalah dengan cara menggunakan tempat pendingin ikan
yang biasa kita sebut dengan refrigerator. Refrigerator yang kita tahu
menggunakan tenaga listrik. Nelayan tradisional tidak memungkingkan
mempunyai itu karena penggunaan listrik pada kapal akan menggunakan diesel,
harga diesel yang sangat mahal akan memberatkan nelayan. Selain itu untuk
bahan bakar yang digunakan nelayan akan semakin besar. Bahan bakar ini untuk
meghidupkan mesin kapal, dan diesel yang digunakan untuk menghidupkan
cooler.
Penulis merancang alat pendingin ikan menggunakan energi listrik tenaga
surya. Pemanfaatan energi surya menjadi listrik adalah sebuah sistem yang paling
ramah lingkungan (Santhiarsa dan Kusuma 2011). Penggunaan tenaga matahari
pada pendingin akan membuat biaya yang dikeluarkan nelayan untuk membeli
bahan bakar diesel yang digunakan untuk menghidupkan mesin tidak ada.
Nelayan hanya memerlukan sedikit biaya untuk perawatan mesin ini, karena
tenaga matahari yang didapatkan secara gratis. Oleh karena itu penulis membuat
penelitian “Alat Pendingin Portabel Menggunakan Energi Listrik Tenaga Surya”.
Rumusan Masalah
Hasil tangkapan nelayan tradisional yang kurang memperhatikan mutu ikan,
hal ini dikarenakan terbatasnya teknologi penanganan hasil tangkapan. Mutu ikan
yang rendah akan membuat harga ikan akan rendah juga. Adapun permasalah
yang penulis bahas disini adalah
1. Bagaimana membuat alat pendingin menggunakan energi listrik tenaga
surya?
2. Bagaimana
performa
mesin,
apakah
sudah
bisa
untuk
mendinginkan/mengawetkan ikan?
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang alat pendingin ikan bertenaga
matahari serta mengetahui performa lamanya pendingin dan suhu yang mampu
dicapai oleh alat pendingin ini. Sehingga dapat dimanfaatkan oleh nelayannelayan kecil dalam membantu proses penanganan hasil perikanan.
3
Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dihasilkannya suatu
bangun pendingin ikan bertenaga matahari yang dapat membuat mutu hasil
penangkapan lebih baik. Sehingga dapat digunakan oleh masyarakat nelayannelayan tradisional dalam membantu proses penanganan hasil perikanan.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2013 sampai dengan September
2013. Kegiatan penelitian terdiri dari dua bagian yaitu pembuatan alat dan uji
coba alat. Pembuatan alat dilakukan di ateng servis elektronik Cibanteng,
Ciampea, Bogor dan Laboratorium Workshop Akustik dan Instrumentasi
Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Tahap uji coba alat dilakukan di Laboratorium
Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelauta, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Penelitian rancang bangun alat pendingin ikan bertenaga surya dibagi
menjadi 3 bagian yaitu: rancang bangun alat pendingin, sumber energi, dan
penghubung sumber energi. Alat yang digunakan untuk membuat rancang bangun
(pendingin) bertenaga surya terdiri dari bor listrik, obeng, solder listrik,
multimeter digital, thermometer digital, gunting, pisau, penggaris, cutter, alat las,
dan palu. Bahan yang digunakan adalah plat aluminium, kayu, kabel, kompresor,
kondenser, strainer, tembaga, pipa kapiler, evaporator, akumulator, steker, lampu,
thawzone, freon, besi las, gas, over load, start relay kompresor, paku, aki,
inverter, plat surya, dan aluminum foil.
Desain Kerja Alat
Perancangan alat ini dipadukan dalam dua proses perancangan yaitu
perancangan konstruksi mekanik dan konstruksi elektronik sehingga tahapan
terakhir adalah integrasi dari kedua proses perancangan tersebut. Beberapa
tahapan dalam perancangan instrumen tahapan dalam proses perancangan
instrumen dapat disusun dalam suatu diagram alir (Gambar 1)
4
Mulai
Persiapan
Perencanaan Bahan
Tidak
Perancangan
Memenuhi
Persyaratan?
Ya
Perancangan mekanik dan
elektronik
Pembuatan model Elektronik
Pembuatan model mekanik
Penyatuan model elektronik dan
mekanik
Uji Coba
Tidak
berhasil
Selesai
Gambar 1. Diagram alir perancangan alat pendingin
Perancangan Alat
Secara umum konsep perancangan alat pendingin ikan bertenaga surya
terdiri dari 2 proses pekerjaan yaitu:
1. Konstruksi Rangka; dan
2. Perangkaian sistem elektronika
5
Konstruksi Rangka
Alat pendingin ikan dirancang agar dapat menyimpan ikan dengan efektif
dan efisien. Bagian mesin pendingin sengaja dipisah pada space lain sehingga
hanya tempat penyimpanan ikan saja yang ada. Pendingin (refrigerator) ikan
mempunyai dimensi panjang 80 cm lebar 50 cm dan tinggi 70 cm. Tempat (palka)
ikan mempunyai dimensi panjang 70 cm lebar 45 cm dan tinggi 40 cm. Rangkaian
mesin pendingin terdiri dari mesin kompresor, kondenser, filter, evaporator dan
pipa kapiler. Desain alat pendingin ikan dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Desain alat pendingin ikan
Perancangan Sistem Elektronika
Alat pendingin ikan bertenaga surya dirancang menggunakan solar panel
sebagai sumber energi yang dapat disimpan dalam baterai kering (aki) yang
digunakan untuk menghidupkan kompresor. Bagian-bagian penting dari instrumen
pendingin ikan bertenaga matahari ini adalah:
1. Sistem solar panel, merupakan sumber energi yang akan menghasilkan listrik
untuk menghidupkan mesin kompresor. Energi matahari diserap oleh solar
panel untuk dikonversi menjadi energi listrik. Besar kesilnya energi listrik yang
diserap oleh solar panel tergantung pada intensitas dan lamanya penyinaran
matahari, sehingga diperlukan adanya controller sebagai pengatur dan
penstabil besaran energi yang dihasilkan solar panel. Aki kering pda sistem ini
mempunyai fungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan energi.
2.Inverter, dikarenakan tegangan listrik yang dihasilkan oleh solar panel
merupakan tegangan DC maka dibutuhkan alat untuk merubah tegangan DC
menjadi tegangan AC yang dibutuhkan untuk menjalankan kompresor.
6
Pembuatan Alat
Pembutaan alat pendingin ikan menggunakan energi listrik tenaga surya
terbagi mejadi tiga tahap yaitu pembuatan rangka, perangakain elektronik mesin,
dan perangkaian dengan sumber energi. Beberapa tahapan dalam proses
pembuatan dan pengujian alat pendingin ikan dapat disusun dalam suatu diagram
alir (Gambar 3).
Pembuatan Rangka
(Rangka terbuat dari
kayu)
Uji coba alat
pendingin ikan
Instalasi sistem solar
panel
Persiapan Palka
(Palka terbuat dari
bahan HDPE)
Pengisian dengan
freon R134a
Uji coba dan
pengambilan data
dengan sistem solar
panel
Penyatuan dengan
Palka
Pengelasan
Selesai
Gambar 3. Diagram alir pembuatan dan pengujian alat
Rangka dibangun menggunakan kayu yang berbentuk balok dengan
panjang 80 cm lebar 50 cm dan tinggi 70 cm. Rangka sengaja terbuat dari kayu
hal ini dikarenakan karena kayu bahan yang kuat dan tidak mengalami karat.
Palka/tempat pendingin ikan terbuat dari plastik High Density Polyethylene
polymers (HDPE) yang mempunyai dimensi panjang 70 cm, lebar 40 cm dan
tinggi 45 cm.
Mesin kompresor diletakan di tengah-tengah rangka dengan cara di
paku/di bor hal ini untuk merekatkan mesin pada kayu. Mesin kompresor
dihubungkan ke kondenser, dari kondenser dihubungkan ke filter. Filter kemudian
dihubungkan ke evaporator dan kembali lagi ke mesin kompresor. Rangkaian
dihubungkan dengan cara pengelasan. Kompresor dengan filter disambungkan
pipa kapiler besar. Filter dengan evaporator dengan pipa kapiler kecil. Dari
evaporator ke mesin disambungkan dengan pipa kapiler besar.
Setelah rangkai telah terpasang semua, dan pastikan tidak ada yang bocor
atau las yang tidak benar. Masukkan freon kedalam mesin kompresor dengan alat
pengisi freon. Sebelumnya berisi cairan thawzone hal ini dilakukan untuk
membuat freon mengalir dengan baik. Setelah semua terpasang dengan baik
pastikan mesin berjalan dengan benar. Cek mesin dengan memberi arus listrik,
kalau mesin bisa menurunkan suhu alat ini berjalan dengan benar.
7
Kedua yaitu tahap perangkaian dengan sumber energi. Energi yang
digunakan adalah energi matahari yang biasa kita sebut dengan energi surya.
Energi matahari yang dipancarkan dapat diubah menjadi tenaga listrik dengan
menggunakan panel surya (solar cell). Energi listrik yang dihasilkan oleh surya
panel disimpan kedalam aki, dari aki langsung dapat diigunakan untuk
menghidupkan mesin pendingin.
Uji Coba
Pengujian instrumen pendingin ikan diperlukan untuk mengetahui
kinerjanya agar didapat hasil yang baik dan memuaskan. Uji coba alat dilakukan
di laboratorium akustik dan instrumentasi kelautan. Uji coba meliputi melihat
performa mesin pendingin ini dengan cara melihat perubahan suhu palka pada
setiap 10 menit sekali pada rentang waktu 90 menit.
Prosedur Analisis Data
Data yang diambil dari pengujian mesin pendingin adalah performasi mesin
pendingin. Percobaan dilakukan dengan empat perlakuan dan masing-masing
percobaan dilakukan tiga kali pengulangan. Data yang diambil adalah data
penurunan suhu palka setiap 10 menit sekali pada rentang waktu 90 menit.
Selanjutnya data kecepatan angin dan tegangan yang diperoleh, diolah
menggunkan microsoft excel dan dibuat menjadi grafik yang menyajikan
hubungan antara waktu terhadap perubahan suhu. Berdasarkan visualisasi grafik
tersebut, kita dapat melihat waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan suatu
muatan yang ada didalamnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem pendingin dibagi menjadi tiga kategori yaitu sistem rangka, sistem
perpipaan dan sistem kelistrikan. Komponen dalam sistem rangka terdiri dari kayu
dan plastik High Density Polyethylene polymers (HDPE). Komponen dalam
sistem Perpipaan terdiri dari kompresor, Kondenser, evaporator, dan pipa kapiler
serta komponen pendukung yaitu strainer (saringan). Bagian sistem kelistrikan
terdiri dari start relay kompresor, dan overload yang dihubungkan kesistem solar
panel. Sistem solar panel terdiri solar cell, controller, aki (baterai) dan inverter.
Sistem Rangka
Rangka dibangun menggunakan kayu yang berbentuk balok dengan
panjang 85 cm lebar 50 cm dan tinggi 70 cm. Rangka terbuat dari kayu hal ini
dikarenakan kayu bahan yang kuat dan tidak mudah mengalami karat.
Palka/tempat pendingin ikan terbuat dari plastik High Density Polyethylene
polymers (HDPE) yang mempunyai volume total sebesar 40 liter dengan dimensi
panjang 68 cm, lebar 40 cm dan tinggi 45 cm. Penggunaan HDPE dikarenakan
bahan HDPE mempunyai daya tahan terhadap penangaru panas dari luar (insulasi)
8
yang cukup tinggi, sehingga dapat digunakan untuk ruang penyimpanan bahan
makanan.
Gambar 4. Rangka alat pendingin.
Sistem Perpipaan
Sistem perpipaan pada alat pendingin merupakan sistem yang dialiri obat
dingin (freont). Sistem ini tertutup, karena zat pendingin mengalir melalui
sejumlah komponen unit yang terpisah. Komponen sistem pendingin yang dialiri
obat dingin diantaranya komproser, kondenser saringan (strainer), pipa kapiler
dan evaporator.
Gambar 5. Sistem pemipaan pada alat pendingin.
9
Kompresor
Kompresor yang digunakan pada alat ini adalah jenis hermatik. Kompresor
ini memiliki daya 80 watt. Komponen ini berfungsi untuk memompa obat dingin
(freont) dalam sistem (Tampubolon dan Samosir 2005). Kompresor memiliki dua
saluran utama, yaitu saluran hisap (suction line) dan saluran buang/keluar
(discharge line). Saluran hisap harus dihubungkan dengan pipa keluaran
evaporator, sedangkan saluran tekan dihubungkan dengan masukan pipa
Kondenser.
Gambar 6. Kompresor
Kondenser
Kondenser adalah suatu komponen penukar kalor. Pada sistem instrumen
pendingin berfungsi melepas kalor/panas dari produk (ikan) yang didinginkan
(Kulshrestha 1989). Sesuai dengan namanya, kondenser, komponen ini bertugas
mengkodensasikan obat dingin (freont) yaitu merubah wujub uap obat dingin
bertekanan tinggi menjadi obat dingin berwujud cair, sedangkan tekanan masih
tetap tinggi. Kondenser pada alat ini mempunyai tipe kondenser dengan sirip besi
kecil. Sirip-sirip tersebut berguna untuk memperluas permukaan perpindahan
panas, sehingga panas yang dibuang lebih optimal.
Gambar 7. Kondenser
Evaporator
Sebagaimana komponen kondenser yang telah dijelaskan di atas,
evaporator juga merupakan komponen penukar panas (kalor). Perbedaannya
adalah kondenser melepaskan kalor/panas, sedangkan evaporator menyerap
kalor/panas dari produk makanan yang disimpan dalam alat ini (Ratiko 2006).
Evaporator adalah komponen yang digunakan untuk mengambil kalor dari suatu
10
ruangan atau suatu benda yang bersentuhan dengannya (Tampubolon dan Samosir
2005). Komponen evaporator ada didalam bagian box/palka. Dalam sistem
Perpipaan sistem pendingin dipasang setelah pipa kapiler. Pada alat ini komponen
evaportor terbuat dari lempengan tipis dan di dalamnya dibuat alur (rongga)
sebagai tempat mengalirnya obat dingin (freont).
Gambar 8. Evaporator
Strainer (penyaring)
Strainer biasanya terbuat dari bahan tembaga. Jenisnya ada dua, yaitu
stainer kosong dan strainer yang berisi silica gel (Sumanto 1994). Pada alat ini
digunakan tipe strainer yang kosong. Komponen ini berfungsi untuk menyaring
cairan obat dingin (freont) yang keluar dari Kondenser agar bebas dari kotoran.
Hal ini sengaja dilakukan mengingat cairan obat dingin (freont) akan dialirkan
masuk ke lubang yang benar-benar kecil dengan diameter lubang kurang dari 0,32
inchi. Jika terjadi mampet karena benda keras, maka pipaa kapiler ini harus
diganti dengan yang baru, dengan panjang dan diamter yang sama.
Gambar 9. Strainer/saringan
Pipa Kapiler
Komponen ini berfungsi untuk menurunkan tekanan cairan obat pendingin
sebulem masuk ke evaporator (Sumanto 1994). Pipa kapiler dipasang setelah
komponen saringan (strainer), sebelum komponen evaporator yaitu dililitkan ke
pipa yang menuju ke kompresor (saluran hisap). Tujuan melilitkan pipa kapiler
agar pipa kapiler yang panjang menjadi pendek dan lebih simpel.
11
Gambar 10. Pipa Kapiler
Sistem Kelistrikan
Hal yaitu tegangan yang digunakan. Apakah menggunakan tegangan 110
volt atau 220 volt. Mesin kompresor tipe lama dan tipe buid up (mesin kompresor
di luar Indonesia seperti jepang dan sebagaian negara Eropa), menggunakan
tegangan 110 volt. Untuk mesin kompresor tipe baru, yang dipasarkan di
Indonesia menggunakan 220 Volt, sehingga tidak ada masalah. Mesin kompresor
yang digunakan pada alat ini mempunyai tegangan 220 V dan daya 80 watt.
Sistem kelistrikan mesin pendingin es adalah sistem yang komponenkompenannya dialiri arus listrik. Komponen-komponen yang dialiri arus listrik
pada alat ini dianataranya dari start relay kompresor, dan Over load.
Over Load
Overload berfungsi sebagai pelindung penggerak (motor) kompresor dari panas
atau arus yang terlalu tinggi. Komponen ini dipasang pada salah satu terminal dari
kompresor yaitu di terminal C (common) dan kaki lainnya dipasang ke saluran
netral dari sumber listrik. Pada saat panas atau arus tinggi, bimetal dalam overload
akan memutuskan aliran listrik, sehingga kompresor akan mati (Tampubolon,
Samosir 2005).
Start Relay Kompresor
Merupakan komponen yang dipasang pada terminal kompresor sebagai
sakelar otomatis. Komponen ini berfungsi untuk menghubungkan
kumparan/lilitan utama dan lilitan pembantu sesaat setalah kompresor mulai
bekerja. Pasa start relay terdapat kumparan dan inti besi yang akan bekerja secara
otomatis pada saar ada arus mengalir kekumparan relay (Tampubolon, Samosir
2005)
12
Gambar 11. Over load dan Start relay kompresor
Sesuai dengan penemuan Oersted, apabila lilitan/kumparan dialiri arus
listrik maka disekitarnya akan timbul medan magnet. Pada saat seteker lemari es
dihibungkan ke listrik, arus listrik mengalir juga ke lilitan relay sehingga medan
medan magnet akan timbul disekitar lilitan. Pada saat medan yang timbul cukup
kuat, inti besi yang berfungsi sebagai sakelar otomatis akan tertarik sehingga
lilitan pembantu akan membantu lilitan utama menggerakkan rotor sampai
putarannya hampir penuh. Pada saat putaran rotor hampir penuh sakelar otomatis
akan terbuka lagi. Hal ini disebabkan karena medan magnet yang terjadi disekitar
inti besi melemah sehingga inti besi, sebagai sakelar, secara otomatis akan jatuh
karena beratnya sendiri yang mengakibatkan hubungan terputus.
Gambar 12. Sistem pendinginan pada mesin
13
Sistem Solar Panel
Solar Panel
Elektron-elektron yang terdapat pada bahan solar sel bergerak akibat terkena
sinar matahari sehingga terdapat beda potensial dan mengahasilkan tegangan.
Keluaran solar panel berupa kutub positif dan kutub negataif. Daya yang masuk
melalui solar panel tidak stabil tergantung sinar matahari. Solar panel sebagai
komponen penting pembangkit listrik tenaga surya, mendapatkan tenaga listrik
pada pagi sampai sore hari sepanjang ada sinar matahari. Tenaga listrik pada pagisore disimpan dalam baterai, sehingga listrik dapat digunakan pada malam hari
(Patel dan Mukund 2000).
Ada beberapa jenis panel surya yang dijual di pasaran. Jenis pertama, yang
terbaik saat ini, adalah jenis monokristalin. Panel ini memiliki efisiensi5 12-14%.
Jenis kedua adalah jenis polikristalin atau multikristalin, yang terbuat dari kristal
silikon dengan efisiensi 10-12%. Jenis ketiga adalah silikon jenis amorphous,
yang berbentuk film tipis. Efisiensinya sekitar 4-6%. Panel surya jenis ini banyak
dipakai di mainan anak-anak, jam dan kalkulator. Yang terakhir adalah panel
surya yang terbuat dari GaAs (Gallium Arsenide) yang lebih efisien pada
temperatur tinggi (Damastuti 1997)
Solar panel yang digunakan adalah solar panel yang memiliki daya 200
wattpick dengan masing-masing 100 wattpick, dengan kata lain solar ini
mengeluarkan 200 watt setiap jamnya untuk mengisi aki dan tegangan yang
dikeluarkan adalah 12 volt.
Batere (Aki)
Aki mearupakan bagian yang sangat penting dalam sistem solar panel.
Selain penyimpanan energi, aki juga mementuan beban daya yang akan digunakan.
Apabila daya yang akan dikonsumsi oleh mesin pendingin tinggi maka harus
memiliki aki yang stabil dan memiliki resistansi yang baik agar aki tidak mudah
rusak (Kristianto dan J Laeyadi 2000).
Penelitian ini menggunakan aki Panasonic dengan daya 100 ah dan
tegangan sebesar 12 volt. Aki ini mempunya berat 30 kg, lebar 17,3 cm panjang
40,7 cm, dan tinggi 18,4 cm. Aki ini juga memiliki kekuatan yang baik dan tidak
mengalami kebocoran elekttronik ketika sedang dipakai. Pada pemakaian normal
aki ini mampu bertahan selama 6-10 tahun.
Controller Solar Panel
Controller solar panel adalah peralatan elektronik yang digunakan untuk
mengatur srus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban
(Fraas dan Larry 2010). Controller berfungsi untuk mengatur arus yang berasal
dari solar panel ke aki agar stabil. Controller yang dipakai dalam penelitian ini
bermerk S series yang mempunyai tegangan 12 volt, karena tegangan solar panel
yang keluar tidak stabil tegnatunh posisi sinra matahari. Oleh karena itu
dibutuhkan penstabil tegangan yang berfungsi mengatur keluar masuknya arus
yang berasal solar panel menuju aki.
Controller dapat metoleransi amper 5-10 ampere, selain itu controller juga
dapat mentoleransi 25 % dari amper maksimum selama 1 menit. Tegangan ratarata yang masuk ke aki hingga 14,6 volt. Dengan kata lain controller Sseries
14
hanya dapat menahan beban hingga 1 aki denga tegangan maksimum 12 volt,
tidak bisa lebih hingga 24 volt. Controller ini memiliki timer sehingga dapat
digunakan untuk mengatur waktu. Alat ini akan mulai bekerja dan berhenti secara
omtomatis tergantung pada timer yang telah diatur.
Inverter DC to AC
Inverter adalah perangkat elektrik yang digunakan untuk mengubah atus
searah (DC) menjadi arus bolak balik (AC) (Hurley, 2006). Inverter DC to AC
berfungsi pembalik tergantung atau dengan kata lain alat ini akan merubah
tegangan searah yang berasal dari aki menjadi tegangan bolak balik agar dapat
memutar motor AC dengan daya 1000 watt. Komponen ini dapat merubah
tegangan searah 12 volt menjadi tegangan bolak-balik hingga mencapai 240 volt.
Inverter menjadi bagian yang sangat penting dalam sistem ini, karena menjadi
penghubung antara sistem panel dengan kompresor sebagai suplai energi.
Gambar 13 Sistem Kerja Mesin Pendingin
Kinerja Mesin Pendingin
Pada percobaan ini menggunakan 4 perlakuan dan 3 kali ulangan, hal ini
untuk melihat performa mesin selama 90 menit. Percobaan dilakukan dengan
mengggunakan 4 perlakuan yang berbeda yaitu palka tanpa beban, beban 1 kg,
beban 2 kg, dan beban 3 kg. Dari percobaan kali ini terdapat perbedaan laju
penurunan suhu oleh masing-masing perlakuan dapat dilihat pada gambar 14.
15
30
Rata-rata Laju Penurunan Suhu
25
20
15
tanpa muatan
10
muatan 1 kg
muatan 2 kg
5
muatan 3 kg
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Waktu (Menit)
-5
-10
Suhu (°C)
-15
Gambar 14 Grafik rata-rata laju penurunan suhu
Semakin banyak muatan, waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan
ruangan (palka) semakin lama. Pada percobaan tanpa muatan suhu minimum yang
dapat dicapai oleh mesin pendingin ini adalah -13,4°C. Sedangkan untuk beban
terbesar yaitu pada 3 kg suhu minium yang dapat dicapai ruangan (palka) sebesar
-1,5°C (Lampiran 1).
Instrumen pendingin ikan yang melalui beberapa tahap uji coba, dan terlihat
instrumen ini dapat mencapai suhu optimal yang dibutuhkan untuk mendinginkan
ikan. Menurut SNI 01-2729.1-2006, ikan dapat disimpan pada suhu 0°C sampai
dengan 5°C. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu mendingikan ikan
pada tiap tiap perlakuan mempunyai perbedaan, tergantung dari banyaknya
muatan. Semakin banyak muatan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai suhu
optimal pendinginan ikan akan semakin lama. Pada tanpa muatan suhu ruangan
palka dapat mencapai suhu pengawetan selama 20 menit, muatan 1 kg selama 30
menit, muuatan 2 kg selama 30 menit, dan pada muatan 3 kg selama 40 menit.
16
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penulis berhasil membuat instrumen pendingin ikan bertenaga matahari
dengan spesifikasi alat panjang 80 cm, lebar 70 cm dan tinggi 90 cm. Rangka
utama alat ini terdiri atas kayu dan plastik HDPE. Sistem Perpipaan alat ini terdiri
atas kompresor, Kondenser, evaporator, pipa kapiler serta strainer (saringan).
Sistem kelistrikan terdiri atas start relay kompresor dan overload yang
dihubungkan kesistem solar panel. Sistem solar panel terdiri solar cell, controller,
aki (baterai) dan inverter.
Hasil uji coba menunjukan performa alat ini dapat mencapai suhu mininum
palka sebesar -13,5°C dan maksimal sebesar -0,9°C pada waktu 90 menit,
sehingga alat ini dapat digunakan untuk mendinginkan ikan.
Saran
Desain dan rancang bangun mesin yang telah diharapkan ada
pengembangan secara berlanjut, sehingga mampu mengatasi kelemahan dan
kekurangan dari produk sebelumnya. Kelemahan pada alat ini adalah rangka yang
masih kurang stabil dan bahan rangka yang masih kurang kuat..
DAFTAR PUSTAKA
Adawyah R. 2007. Pengolahan dan Pengawetan Ikan. Jakarta: Bumi Aksara
Damastuti AP. 1997. Pembangkit listrik tenaga surya. Wacana. No. 7 Maret-April
[FAO] Food and Agriculture Organization. 1995. Quality and Quality Changes in
Fresh Fish. Di dalam : Hush HH, Editor. ROme: FAO Fisheries Technical
Paper 331:0-65
Fraas L dan Larry P.2010. Solar Cell and Their Application. John Wiley & Sonc,
inc Publication New Jersey
Gelma A et all. 2001. Effect of storage temperature and preservative treatment on
shelf life of pond-raised freshwater fish silver perch (Bidyanus bidyanus).
J Food Protection 64 (6) 1585-1590
Hurley P. 2006. Build Your Own Solar Panel. Weelock VT. USA
Irawan HSR. 1995. Pengawetan dan Hasil Perikanan. Solo: CV Aneka
Karyanto E, Emon Paringga. Teknik Mesin Pendingin, Volume 1. Jakarta : CV.
Restu Agung.
Kristianto, P dan J. Laeyadi. 2000. Kolektor Surya Prismatik, Jurnal Teknik Mesin,
Universtas Kristen Petra, Vol. 2, No. 1, 22-28.
Kulshrestha SK. 1989. Termodinamika Terpakai, Teknik Uap dan Panas.
Budiardjo, Kartika, Budiarso, penerjemah. Jakarta: UI-Press
Patel dan Mukund R. 2000. Wind and Solar System. CRC Press London New
York Washington DC.
17
Ratiko. 2006. Studi teknik pendingin instalasi dekontaminasi elektronik
bermediator Ag2+. Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR. ISSN 0852-2979
Robb D. 2002. The Killing of Quality: The Impact of Slaughter Procedures on
Fish Flesh. Didalam: Alasalvar C dan Taylor T, editor: Seafood Quality,
Technology and Nutraceutical Applications. New YOrk: Springer, Hlm 710.
Santhiarsa IGNN dan Kusuma IGBW. 2011. Kajian energi surya untuk
pembangkit tenaga listrik. Teknologi Elektro. Vol.4 No.1 29 Januari – Juni.
Sinter. 2006. Belly bursting in Pelagic Fish. North Sea Center Hume Tank,
Hirtshals
Sumanto. 1994. Dasar-Dasar Mesin Pendingin .Yogyakarta : Andi Offset.
Tampubolon D dan Samosir R. 2005. Pemahaman tentang sistem refrigerasi.
Jurnal Teknik SIMETRIKA. Vol. 4 No. 1-April 2005:312-316
Widiastuti, Indah. 2010. Analisis Mutu Ikan Tuna Selama Lepas Tangkap pada
perbedaan Preparasi dan Waktu Penyimpanan IPB: Bogor.
Yunizal dan Wibowo S. 1998. Cara Menghambat Kemunduran Mutu Kesegaran
Ikan. www.dkp.go.id [14 Agustus 2013].
18
LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil Uji coba alat
Waktu
(Menit)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Waktu
(Menit)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Ulangan 1
28.4
6.5
-3.6
-8.5
-11.5
-12.7
-12.8
-12.4
-13.4
-13.5
Ulangan 1
27.8
17.4
8.4
5.5
3.4
2.4
1.6
-0.3
-1.3
-1.7
Tanpa Muatan
Muatan 1 Kg
Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2
Ulangan 3
0
0
Suhu ( C)
Suhu ( C)
28.4
28.4
28.4
28
28.2
9.6
13.5
15.5
10.3
14.4
2.2
4.4
9.7
3.2
8.5
-3.9
-2.5
4.7
-3.5
3.7
-5.7
-5.6
1.6
-5.5
1.3
-7.3
-7.8
0.8
-7.3
-0.9
-8.9
-8.8
-0.5
-7.3
-1.9
-12.4
-8.8
-0.5
-8.6
-2.2
-12.1
-8.4
-1.7
-8.5
-2.7
-12.4
-9.4
-3.7
-9.2
-3.7
Muatan 2 kg
Muatan 3 kg
Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 1 Ulangan 2
Ulangan 3
0
0
Suhu ( C)
Suhu ( C)
27.7
27.9
28.2
27.9
27.7
16
16.4
17.5
19.6
17.5
8.6
8.5
10.5
11.6
11.4
4.5
3.9
6.5
7.2
7.5
2.5
1.6
4.5
5.5
4.6
1.6
1.2
2.1
4.7
3.4
0.6
0
1.4
2.3
1.2
-0.1
-0.1
0
1.4
0
-1.9
-1.2
-0.9
0
-0.2
-1.7
-1.9
-1.2
-1.5
-0.9
19
Lampiran 2 Dokumentasi proses pembuatan instrumen
Proses Pengelasan
Gas
Pengisian freon
Freont
Thawzone
Lampiran 3 Dokumentasi Uji Coba Alat
Solar Panel
Inverter
20
Aki
Controller
Instrumen Pendingin
Termometer
21
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Indramayu, Jawa Barat, 11
Juni 1992 dari pasangan Bapak Sadi dan Ibu Atminah.
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara.
Penulis mengawali pendidikan dasar pada tahun
1997 di SDN Paoman IX dan diselesaikan pada tahun
2003. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMP
Negeri 1 Sindang (2003-2006) dan SMA Negeri 1
Sindang, Indramayu, Jawa Barat. Selanjutnya tahun 2009
penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian
Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Program Studi Ilmu dan Teknologi
Kelautan, melalui Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama kuliah di Institut Pertanian Bogor, penulis pernah menjadi asisten
mata kuliah Dasar-dasar Akustik Kelautan, Akustik Kelautan dan Dasar-dasar
Penginderaan Jauh Kelautan. Organisasi yang pernah penulis ikuti yaitu Century,
Omda Ikada, DPM-FPIK, BEMKM IPB, dan Dewan Formatur HIMITEKA.
Prestasi yang pernah diraih penulis adalah penerima beasiswa satu siklus Pemprov
Jabar, penerimah dana penelitian PKM-P, penerima hibah PKM-GT.
Dalam rangka menyelesaikan studi program sarjana, Ilmu dan Teknologi
Kelautan, IPB penulis mengeluarkan tulisan berjudul “Alat Pendingin Ikan
Portabel Menggunakan Energi Listrik Tenaga Surya”, di bimbing oleh Bapak
Dr. Ir. Totok Hestirianoto, M.Sc