PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE PADA …eprints.umm.ac.id/38986/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
17
PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE PADA PERAHU NELAYAN BERTENAGA SURYA ISI 260 KG TUGAS AKHIR Diajukan kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Mesin Disusun Oleh : Nor Rozi 201310120311053 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018
Transcript of PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE PADA …eprints.umm.ac.id/38986/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE
PADA PERAHU NELAYAN BERTENAGA SURYA ISI 260 KG
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Nor Rozi
201310120311053
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE
PADA PERAHU NELAYAN BERTENAGA SURYA ISI 260 KG
Diajukan Kepada
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
NOR ROZI
201310120311053
Diterima dan Disetujui
Pada Tanggal, 18 Januari 2018
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Dr. Nur Subeki. ST., MT Ir. A. Fauzan H. S., ST
NIP. 108.9910.356 NIP. 108.9208.0279
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Murjito, ST, MT
NIP. 108.9404.0313
iv
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128 Fax. (0341)460782 Malang 65144
LEMBAR BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Nor Rozi
NIM : 201310120311053
No.ST.Pemb.TA : E.3.d/329/FT/UMM/IX/2017
Judul : Perancangna Mesin Pendingin Ikan Portable pada
Perahu Nelayan Bertenaga Surya Isi 260 Kg
Pembimbing I : Dr. Nur Subeki. ST., MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 15-8-2017 Revisi pendahuluan
2 3-10-2017 Judul di konsultasikan dengan pembimbing II
3 10-10-2017 Dilanjutkan BAB III
4 24-10-2017 Refrensi ditambah dan gambar diganti
5 23-11-2017 Dilanjutkan BAB IV
6 31-12-2017 Rasionalisasi data yang diambil dilanjut
dengan gambar teknik
7 12-1-2018 Revisi cara menentukan landasan mengenai
data untuk perhitungan
8 15-1-2018 Seminar hasil
Malang, 18 Januari 2018
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing I
Murjito, ST, MT Dr. Nur Subeki. ST., MT
NIP. 108.9404.0313 NIP. 108.9910.356
v
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128 Fax. (0341)460782 Malang 65144
LEMBAR BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Nor Rozi
NIM : 201310120311053
No.ST.Pemb.TA : E.3.d/329/FT/UMM/IX/2017
Judul : Perancangna Mesin Pendingin Ikan Portable Pada
Perahu Nelayan Bertenaga Surya Isi 260 Kg
Pembimbing II : Ir. A. Fauzan H. S., MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 3-10-2017 Latar belakang supaya lebih focus
2 6-10-2017 Lanjut gunakan metode baku
3 10-10-2017 Tambahkan keterangan di teori untuk
penelitiannya
4 24-10-2017 Penelitian paten
5 23-11-2017 Lanjutkan teori paten
6 31-12-2017 Gunakan metode naku sambil melengkapi
paten dan desain dilanjutkan
7 3-1-2018 Lanjut naskah publikasi
8 12-1-2018 PPT
Malang, 18 Januari 2018
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen Pembimbing II
Murjito, ST, MT Ir. A. Fauzan H. S., MT
NIP. 108.9404.0313 NIP. 108.9208.0279
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama : Nor Rozi
NIM : 201310120311053
Tempat, Tanggal lahir : Pasuruan, 15 Desember 1995
Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
Menyatakan bahwa karya tulis ilmiah atau tugas akhir ini yang berjudul
“PERANCANGAN MESIN PENDINGIN IKAN PORTABLE PADA
PERAHU NELAYAN BERTENAGA SURYA ISI 260KG” adalah bukan karya
tulis orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecuali dalam bentuk kutipan
yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Jika terbuki melanggar
penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 18 Januari 2018
Penulis
Nor Rozi
vii
Design of Portable Fish Cooling Machine on Solar
Powered Fishing Boat Content 260 Kg
Nor Rozia , Dr.Nur Subeki. ST., MTb , Ir. Achmad Fauzan HS, MTc
abc Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas 246, Malang 65144
Tel. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Excellent cooling machine is used to preserve fish, especially
fish caught by fishermen, engine cooling is suitable for fishing is a
source of energy from solar cells. In designing a solar-powered
refrigeration fish on a fishing boat which aims to assist and facilitate
the fishermen to preserve their catch when going into the sea so that the
fishermen do not have to worry about his catch fish will be damaged or
its quality decreases when sea. The method used is the method Pahl and
Beitz, for the design phase of the product shape and product details
necessary phase Autodesk Inventor Professional 2016 software for
drawing and designing cooling machine design portable fish on a
fishing boat along with their components in order to obtain a picture of
the product. The overall result of this calculation fish refrigeration for
cold storage capacity of 199.584 kg, compressor power 243 W, with a
length of 21.99 m pipe evaporator and condenser pipe length of 36.70
m. Power compressor cooling machine it is of 243 W with a total
consumption for 12 hours then the solar panels that will be used is the
type SP-100-P36 with a capacity of 100 W for each fruit then from the
calculation of the solar panels or photovoltaic used is as much as 2.11
or 3 pieces and 3.03 in the round it off to 4 batteries to save more
energy.
Keywords: Engine Cooling, Cooling Fish, Solar Panels
viii
Perancangan Mesin Pendingin Ikan Portable pada
Perahu Nelayan Bertenaga Surya Isi 260 Kg
Nor Rozia, Nur Subekib, Achmad Fauzan HSc
abc Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jln. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144
Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782
e-mail: [email protected]
Abstract
Mesin pendingin sangat baik digunakan untuk mengawetkan
ikan terutama ikan hasil tangkapan nelayan, mesin pendingin yang
sesuai untuk nelayan ialah yang memiliki suber energi dari sell surya.
Dalam perancangan ini merancang mesin pendingin ikan bertenaga
surya pada perahu nelayan yang bertujuan untuk membantu dan
mempermudah para nelayan mengawetkan hasil tangkapaannya ketika
melaut sehingga nelayan tidak perlu khawatir ikan tangkapaanya akan
rusak atau kualitasnya menurun ketika melaut . Metode yang
digunakan ialah metode Phal and Beitz, untuk fase perancangan
bentuk produk dan fase detail produk diperlukan software Autodesk
Inventor Provesional 2016 untuk menggambar dan merancang desain
mesin pendingin ikan portable pada perahu nelayan beserta komponen
kompanoennya sehingga dieroleh gambar dari produk tersebut. Hasil
keseluruhan perhitungan mesin pendingin ikan ini untuk kapasitas
ruang pendingin 251,32 ≈ 260 kg, daya kompresor 243 W, dengan
panjang pipa evaporator 21,99 m, dan panjang pipa kondensor 36,70
m. Daya kompresor pada mesin pendingin ini ialah sebesar 243 W
dengan total pemakian selama 12 jam maka panel surya yang akan
digunakan ialah type SP-100-P36 dengan kapasita 100 W untuk tiap
buanya maka dari hasil perhitungan panel surya atu photo voltaic yang
digunakan ialah sebanyak 2,11 atau 3 buah dan 3,03 dibulatkan
menjadi 4 batray untuk menyipan lebih banyak energy
Kata Kunci: Mesin Pendingin, Pendingin Ikan, Panel Surya
ix
KATA PENGANTAR
Dengen memanjatkan segala puji dan syukur kepada Allah SWTdan salam
yang tercurahkan kepada Rasulullah SAW , yang memberikan berkat limpahan dan
rahmatnya, sehingga asya dapat menyelesaikan tugas akhir saya yang berjudul
“Perancangan Mesin Pendingin Ikan Portable pada Perahu Nelayan Bertenaga
Sueya Isi 260 Kg”, guna memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program
studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Malang
Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dukungan dari
berbagai pihak baik dalam segi moril maupun materil. Oleh karena itu segala
unkapan terimakasih dipersembahkan kepada :
1. Kepada Ibu saya yang selalu memberikan Doa, restu, semangat serta
bantuan materil dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Dr. Nur Subeki. ST., MT selaku dosen pembimbing I yang sangat
membantu didalam memberikan bimbingan setra arahan dalam
penyelesaian tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. A. Fauzan H. S., MT selaku dosen pembimbing II yang sangat
membantu didalam memberikan bimbingan setra arahan dalam
penyelesaian tugas akhir ini.
4. Teman-teman saya Farid Rinaddin dan Eggy Satriya yang selalu
memberikan dukungan dan bantuan.
Dalam penulisan tugas akhir ini, diharapkan semoga memberikan banyak manfaat
baik bagi penulis atau pun pembaca khususnya Mahasiswa Universitas
Muhammadiyah Malang.
Malang, 18 Januari 2018
Penulis
Nor Rozi
x
DAFTAR ISI
Halaman Judul
Poster ...................................................................................................................... ii
Lembar Pengesahan .............................................................................................. iii
Lembar Asistensi Pembimbing I ........................................................................... iv
Lembar Asistensi Pembimbing II ............................................................................ v
Lembar Surat Pernyataan ..................................................................................... vi
Abstrak Inggris ..................................................................................................... vii
Abstrak Indonesia ................................................................................................ viii
Kata Pengantar ...................................................................................................... ix
Daftar Isi .................................................................................................................. x
Daftar Tabel .......................................................................................................... xi
Daftar Gambar ...................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4 Tujuan ..................................................................................................... 2
1.5 Manfaat ................................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sistem Refrigerasi ................................................................................. 4
2.2 Prinsip Kerja Sistem Pendingin ............................................................. 5
2.3 Komponen Utama Mesin Pendingin ...................................................... 5
2.3.1 Kompressor ................................................................................. 5
2.3.2 Kondensor ................................................................................... 8
2.3.3 Katup Ekspansi ........................................................................ 12
xi
2.3.4 Evaporator ................................................................................ 15
2.4 Produk yang Digunakan ...................................................................... 19
2.5 Sistem refrigerasi yang digunakan ....................................................... 20
2.5.1 Siklus Kompresi Uap ................................................................. 20
2.5.2 Siklus Diagram T-S dan Siklus Diagram P-H ........................... 21
2.6 Perpindahan Panas .............................................................................. 24
2.6.1 Konduksi ................................................................................... 24
2.6.2 Konveksi ................................................................................... 25
2.6.3 Radiasi ..................................................................................... 26
2.7 Beban Pendingin .................................................................................. 26
2.7.1 Heat Conduction ....................................................................... 26
2.7.2 Infiltration ................................................................................. 27
2.7.3 Product Heat ............................................................................. 27
2.7.4 Heat Sources ............................................................................. 28
2.8 Sel Surya ............................................................................................... 28
2.8.1 Total Pemakaian ...................................................................... 28
2.8.2 Kapasitas Accu .......................................................................... 29
2.8.3 Perhitungan Panel Surya ........................................................... 29
2.9 Tinjauan Atas Paten ............................................................................. 30
BAB III METODELOGI PERANCANGAN
3.1 Proses perancangan ............................................................................... 33
3.2 Teori desain perancangan ..................................................................... 34
3.3 Metode Perancangan Pahl And Beitz ................................................... 34
3.3.1 Perencanaan Produk dan Penjelasan Produk ............................ 35
3.3.2 Perancangan konsep produk ..................................................... 36
3.3.3 Perancangan bentuk produk ...................................................... 37
xii
3.3.4 Perancangan detail .................................................................... 37
3.4 Marfologi .............................................................................................. 38
BAB IV PERHITUNGAN
4.1 Perancangan Ukuran dan Pemilihan Material ..................................... 40
4.1.1 Dimensi box pendingin ............................................................. 40
4.1.2 Luas Permukaan Dinding ......................................................... 41
4.1.3 Mencari Isi Pendingin ............................................................. 42
4.2 Beban Pendinginan .............................................................................. 43
4.2.1 Beban pendinginan melalui dinding ......................................... 43
4.2.2 Beban pendingin akibat infiltrasi .............................................. 47
4.2.3 Beban Pendingin Akibat Produk Ikan ...................................... 50
4.2.4 Beban Pendingin Akibat Pintu .................................................. 51
4.2.5 Beban Pendingin Akibat Radiasi Matahari ............................... 51
4.2.6 Beban Pendingin Total ........................................................... 52
4.3 Perancangan Evaporator ...................................................................... 52
4.3.1 Koefisien Perpindahan Panas rata-rata pada sisi udara ............ 55
4.3.2 Koefisien Perpindahan Panas Dalam Piapa .............................. 55
4.3.3 koefisien Perpindahan Panas Total ........................................... 58
4.3.4 Beda temperature Rata-rata Log (LMTD) ................................. 59
4.3.5 Luas bidang kontak perpindahan panas .................................... 59
4.3.6 Panjang Pipa Evaporator ........................................................... 60
4.3.7 Jumlah sirip ............................................................................... 61
4.4 Pemilihan Kompresor ........................................................................... 61
4.5 Perancangan Kondensor ....................................................................... 63
4.5.1 Koefisien Perpindahan Panas Dalam Pipa ................................ 64
4.5.2 Koefisien Perpindahan Panas Rata-rata Udara ......................... 66
xiii
4.5.3 Dimendi Sirip ............................................................................ 69
4.5.4 Koefisien Perpindahan Panas Total .......................................... 70
4.5.5 Beda Temperatur Rata-rata Logaritma ..................................... 71
4.5.6 Luas Bidang Kontak Perpindahan Panas Pada Kondensor ....... 71
4.5.7 Panjang Pipa kondensor ............................................................ 72
4.5.8 Jumlah Sirip .............................................................................. 72
4.6 Perhitungan Panel Surya ...................................................................... 73
4.6.1 Total pemakaian ........................................................................ 73
4.6.2 Batray ........................................................................................ 73
4.6.3 Perhitungan Photo Voltaic / Panel Surya .................................. 74
BAB V KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 75
5.2 Saran .................................................................................................... 75
Daftar Pustaka
Lampiran
xiv
DAFTAR TABEL
2.1 Kualitas kriteria organ ikan ............................................................................. 19
2.2 kalor jenis dan beku produk ............................................................................ 20
2.3 Nilai COP dari beberapa jenis refrigerant ....................................................... 24
3.1 Tuntutan perancangan mesin pendingin ikan portable .................................... 36
3.2 Matriks Morfologis Mesin Pendingin ............................................................. 38
4.1 Hambatan termal total pada dinding ............................................................... 45
4.2 Harga rat-rata debit udara yang masuk pada waktu pintu dibuka ................... 47
4.3 Data ekstrapolasi ............................................................................................. 48
4.4 selisih enthalpy di dalam dan luar ruangan ..................................................... 48
4.5 Data ekstrapolasi ............................................................................................. 49
4.6 Beban pendingin total ..................................................................................... 52
4.7 sifat-sifat cairan dan uap jenuh R-22 ............................................................... 54
4.8 Sifat-sifat uap gas panas lanjut R-22 ............................................................... 54
4.9 Daya hantar dan viskositas R-22 jenuh, cair dan uap ..................................... 54
4.10 Konstanta c dan eksponen n .......................................................................... 64
xv
DAFTAR GAMBAR
2.1 Kompresor Piston .............................................................................................. 6
2.2 Kompresor Rotari .............................................................................................. 7
2.3 Kompresor Sentrifugal ...................................................................................... 7
2.4 Kompressor ....................................................................................................... 8
2.5 Air Cooled Condenser ..................................................................................... 9
2.6 Shell and Tube Condenser ................................................................................ 9
2.7 Shell and Coil Condenser ................................................................................ 10
2.8 Tube and Tubes Condenser ............................................................................. 11
2.9 Tube and Tubes Condenser ............................................................................. 12
2.10 pipa kapiler (capilary tube) ............................................................................ 13
2.11 katup ekspansi otomatis ................................................................................ 14
2.12 Katup ekspansi termotastik ........................................................................... 15
2.13 Baretube Evaporator ...................................................................................... 16
2.14 Plate tipe Evaporators ................................................................................... 17
2.15 Finned EvaporatorsThe finned evaporators .................................................. 18
2.16 Skema siklus kompresi Uap .......................................................................... 20
2.17 Siklus diagram T-S ........................................................................................ 21
2.18 Diagaram P – h Siklus kompresi uap ............................................................ 21
2.19 Konduksi ....................................................................................................... 25
2.20 konveksi ........................................................................................................ 25
2.21 Metode Untuk Kapal Shipboard Penyimpanan dan Refrigerasi Ikan Segar . 30
2.22 Portable refrigerator freezer .......................................................................... 31
2.23 Metode kontrol dan cook-chillsistem refrigerator / freezer kombinasi ......... 31
2.24 Posisi mesin pendingin ikan portable pada perahu nelayan .......................... 32
xvi
3.1 Diagram alir proses perancangan mesin pendingin ikan portable bertenaga
surya pada perahu nelayan .................................................................................... 32
4.1 Luas permukaan dinding ................................................................................ 41
4.2 Diagram tekanan entalpi sistem kompresi uap ................................................ 54
4.3 susunan pipa selang seling .............................................................................. 64
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, M. W. (2017). 3 Ton Fish Refrigerator Design System. Jurnal, Universitas
Muhammadiyah Malang.
Arismunandar, W. (1986). Penyegaran udara. Jakarta : PT. Pradya Pramata.
Dossat, R. j. (1980). Principles of Refrigeration, Secound Edition. Canada : Jhon
Wiley and Sons, inc.
E. Karyanto dan Drs. Emon Priangga (2003). Teknik Mesin Pendingin.
Google Advance Paten Search.
Hall, G. M (1997). Fish Processing Technology, Second Edition. London : Blackie
Academic and professional.
Handoko, K (1981). Teknik Lemari Es. Jakarta : PT. Ictiar Baru.
Handbook, A (1986). Refrigeration system and Alication, SI Edition. Atlanta :
America Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers,
inc.
Heldman, D. R. (1992). Introduction to food engineering. San Diego : Academic
Holfman, J. (1994). Perpindahan Kalor, Edisi ke Enam. Jakarta : Erlangga.
Muhammad, N. K. (2016). Design Of Storage For Fishing Boats Capacity 8 Tons,
Jurnal, Universitas Muhammadiyah Malang.
Saiful, R. (2014). Perancangan Sistem Pendingin Ikan Pada Kapal Nelayan
Dengan Kapasitas 5 Ton, Jurnal, Universitas Muhammadiyah Malang.
Saiful, W. (2015). Perancangan Box Pendingin Daging Ayam Kapasitas 200 KG.
Press, Inc, Jurnal, Universitas Muhammadiyah Malang.
Stocker, W. F, dan Jones W. J. (1987). Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, Edisi
Kedua, Dalam Ahli Bahasa Supratman Hara. Jakarta : Erlangga
