SKRIPSI KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN ARANG BASAH … · 2020. 4. 26. · SKRIPSI – ME 141501...

SKRIPSI – ME 141501

KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN ARANG

BASAH SEBAGAI MEDIA PENDINGIN DALAM

PROSES PENGIRIMAN BUAH ANTAR PULAU Ramadhan Andhi Wicaksono

NRP. 4212 100 064

Dosen Pembimbing :

Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc

Dr. Beny Cahyono, ST., MT.

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2016

ii

FINAL PROJECT – ME 141501

EXPERIMENTAL STUDY TO USE WET CHARCOAL AS

COOLING MEDIA IN DELIVERY OF FRUIT INTER

ISLAND

Ramadhan Andhi Wicaksono

NRP. 4212 100 064

Advisor :

Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc

Dr. Beny Cahyono, ST., MT.

DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING

Faculty of Marine Technology

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2016

iv

“Halaman Ini Sengaja Dikosongkan”

vi


vii

KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN ARANG BASAH

SEBAGAI MEDIA PENDINGIN DALAM PROSES

PENGIRIMAN BUAH

ANTAR PULAU

Nama Mahasiswa : Ramadhan Andhi Wicaksono

NRP : 4212100064

Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan

Dosen Pembimbing I : Ir.Alam Baheramsyah, M.Sc

Dosen Pembimbing II : Dr. Beny Cahyono, ST,MT

ABSTRAK

Pada umumnya dalam mendistribusikan buah agar tetap

dalam kondisi segar yakni dengan menggunakan refeer container.

Penggunakan refeer container tentu membutuhkan tambahan

biaya, karena refeer container membutuhkan tambahan energi

dari penggunaan mesin pendingin di dalamnya. Sebagai alternatif

media pendingin pengganti refeer container adalah dengan

memanfaatkan arang basah untuk dijadikan kotak penyimpan

buah dengan prinsip pendinginan secara evaporative cooling.

Metode yang digunakan adalah pembuatan dan percobaan alat

hingga menganalisa hasil percobaan. Berdasarkan analisa data

yang dilakukan, jenis arang yang lebih baik untuk dijadikan kotak

penyimpan buah adalah arang jenis kayu. Dibandingkan dengan

arang jenis batok kelapa, arang kayu mampu membuat temperatur

di dalam kotak penyimpan buah lebih rendah sekitar 0,4oC.

Dengan arang kayu sejumlah 41kg hanya mampu membuat

temperatur terdingin di dalam kotak penyimpan buah senilai 28oC

di hari pertama dan temperatur tertinggi pada hari ke lima senilai

30,4oC. Penambahan jumlah arang kayu juga tidak berakibat

turunnya temperatur secara drastis. Penambahan arang kayu

menjadi sekitar 2kali lipat dari sebelumnya yakni berjumlah 80kg

membuat temperatur terendah senilai 28,1oC di hari pertama dan

30,1oC di hari kelima. Efek yang di timbulkan dari penambahan

viii

arang kayu adalah temperatur tidak cepat naik di hari hari

berikutnya. Ditambahkannya laju aliran udara juga belum mampu

untuk membuat kondisi ideal penyimpanan buah yakni senilai

15oC. Penambahan laju aliran udara membuat temperatur

terendah senilai 27,5oC dan membuat kondisi temperatur di dalam

kotak penyimpan buah cepat naik hingga mencapai 30,6oC. Tidak

tercapainya suhu optimum penyimpanan buah pada kotak

penyimpan buah dikarenakan sistem pendingin secara

evaporative cooling paling efektif digunakan di daerah dengan

kelembapan relatif yang cukup kecil sedangkan di Indonesia

memiliki kelembapan yang cukup tinggi antara 74%-78%.

Kata Kunci: arang, kotak penyimpan buah, evaporative

cooling Temperatur.

ix

EXPERIMENTAL STUDY TO USE WET CHARCOAL AS

COOLING MEDIA IN DELIVERY OF FRUIT INTER

ISLAND

Student name : Ramadhan Andhi Wicaksono

Reg number : 4212100064

Department : Teknik Sistem Perkapalan

Advisor I : Ir.Alam Baheramsyah, M.Sc

Advisor II : Dr. Beny Cahyono, ST,MT

ABSTRACT

In general, in distributing the fruit to remain in fresh

condition by using the refeer container. The use of reefer

container would require additional costs, for reefer container

requires additional energy from the use of refrigeration in it. As

an alternative cooling media to replacement refeer container is to

use wet charcoal to be used as kotak penyimpan buah with the

principle of evaporative cooling. The method is experimental

tools to analyze the results of the experiment. Based on data

analysis, the type of charcoal is better to be kotak penyimpan

buah is the type of wood charcoal. Compared with the type of

coconut shell charcoal, wood charcoal was able to make the

temperature inside the cold storage are lower by about 0,4oC.

With some wood charcoal 41 kg only able to make the coldest

temperatures in kotak penyimpan buah valued at 28oC in the first

day and the highest temperature on day five worth 30,4oC. The

addition amount of wood charcoal is also not result in drastically

decreasing temperature. addition of wood charcoal to be about 2-

fold from the previous amount to 80kg making worth 28,1oC

lowest temperature in the first day and on the fifth day 30,1oC.

The effects of the addition of wood charcoal is not a quick

temperature rise in the next day. the addition of air flow rate also

has not been able to create ideal conditions of storage of the fruit

which is valued at 15oC. The addition of the air flow rate makes

x

the lowest temperature 27,5oC worth and make kotak penyimpan

buah temperature conditions in the fast rise until it reaches

30,6oC. Not reaching the optimum storage temperature for fruit

on kotak penyimpan buah due to cooling evaporative cooling

system is most effectively used in areas with relative humidity is

quite small, whereas in Indonesia has a fairly high humidity

between 74% -78%.

Keywords: Charcoal, cold storage, evaporative cooling,

Temperature.

xi

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah saya ucapkan kehadirat Allah

SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan dengan baik penyusunan

skripsi yang berjudul “kajian eksperimen penggunaan arang

basah sebagai media pendingin dalam proses pengiriman

buah Antar pulau”.

Dalam penyusunan skripsi ini, saya banyak mendapatkan

bantuan baik secara moril maupun materiil, bimbingan, petunjuk,

dan saran serta dorongan motivasi dari berbagai pihak

mengucapkan terima kasih dan apresiasi yang setinggi-tingginya

kepada:

1. Orang Tua saya yang telah memberi semangat dan motivasi.

2. Bapak Ir. Alam Baheramsyah, M.Sc dan Bapak Dr.Beny

Cahyono, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing skripsi.

Terima kasih atas bimbingan, ilmu, saran, dan dukungannya

sehingga saya mampu menyelesaikan penyusunan skripsi ini

dengan baik.

3. Bapak Dr. Eng. M. Badrus Zaman, ST, MT selaku ketua

jurusan Teknik Sistem Perkapalan..

4. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu,

yang telah memberikan ide, saran, dan motivasi sehingga

skripsi ini dapat selesai dengan baik.

Saya berusaha semaksimal mungkin dalam penyusunan

skripsi ini, namun layaknya pepatah yang mengatakan “taka da

gading yang tak retak”. Oleh karena itu, saya berharap adanya

kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

.

Surabaya, Juli 2016

Penulis

xii


xiii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................... iii

ABSTRAK .............................................................................. vii

ABSTRACT ........................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................... xi

DAFTAR ISI .......................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................. xv

DAFTAR GRAFIK ............................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah ........................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ................................................................ 2

1.4 Tujuan Penulisan ............................................................... 3

1.5 Manfaat Penulisan ............................................................. 4

1.6 Hipotesis Penulisan ........................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................... 5

2.1 Teori Penunjang ................................................................ 5

2.1.1 Perpindahan Panas .......................................................... 5

2.1.2 Evaporative Cooling....................................................... 6

2.1.3 Thermohygro meter ........................................................ 7

2.1.4 Penurunan Laju Respirasi Buah dengan Menurunkan

Suhu Penyimpanan ........................................................ 7

2.1.5 Sistem Manajemen Rantai Dingin dengan Reefer

Container ...................................................................... 8

2.1.6 Metoda Pengawetan Buah Segar .................................... 12

2.2 Studi Hasil Penelitian Sebelumnya ................................... 14

2.2.1 Arang Kayu Sebagai Media Pendingin .......................... 14

2.2.2 Pendinginan Arang pada Lahan Pertanian sebagai

Penyimpanan Sementara Holtikultura ........................... 15

BAB II METODOLOGI PENELITIAN ............................. 17

3.1 Metode Penelitian yang digunakan ................................... 17

3.2 Bahan dan Peralatan yang digunakan ................................ 27

3.3 Flowchart Metodologi Penelitian ...................................... 28

xiv

BAB IV ANALISA DATA .................................................... 31

4.1 Hasil Percobaan ................................................................. 31

4.1.1 Pengaruh Jenis Arang Basah terhadap Temperatur dan

Kelembapan Kotak penyimpan buah ............................ 31

4.1.1.A Hasil percobaan untuk kotak penyimpan buah berbahan

arang

batok kelapa sebagai dinding ..................................... 32

4.1.1.B Hasil percobaan untuk kotak penyimpan buah berbahan

arang

kayu sebagai dinding .................................................. 34

4.1.1.C Grafik Perbandingan Temperatur di Dalam dan di

Luar Kotak penyimpan buah ...................................... 36

4.1.1.D Grafik Perbandingan Kelembaban di Dalam Cold

Storage dan di Luar Kotak penyimpan buah .............. 38

4.1.2 Pengaruh Jumlah Arang Basah terhadap temperatur

pada Kotak penyimpan buah ..................................... 40

4.1.3 Percobaan Penambahan Aliran Udara Terhadap Kotak penyimpan buah Berdinding Arang Kayu ....... 43

4.2 Analisa Penerapan Penggunaan Kotak penyimpan buah

pada

Proses Pengiriman Buah Antar Pulau ........................ 46

4.2.1 Suhu dan Kelembaban Optimum Pengiriman Buah ... 47

4.2.2 Tidak Tercapainya Suhu dan Kelembapan Optimum

Pengiriman buah ......................................................... 48

BAB V KESIMPULAN ......................................................... 51

xv

DAFTAR GAMBAR

BAB II

Gambar 2.1 Direct evaporative cooling .................................. 6

Gambar 2.2 Indirect evaporative cooling ............................... 7

Gambar 2.3 Model 1 (Reefers-Warehouse) ............................ 9

Gambar 2.4 Model 2 (Pallets-Warehouse)............................ 10

Gambar 2.5 Model 3 (semi-automatic pallet ware house) .... 13

Gambar 2.6 Desain Ruang Pendingin dengan Berbahan Arang

Basah ................................................................. 15

BAB III

Gambar 3.1 Desain kotak kotak penyimpan buah ................ 17

Gambar 3.2 Desain Ukuran Desain kotak kotak penyimpan

buah .................................................................. 17

Gambar 3.3 Susunan kotak penyimpan buah dalam Container

20ft .................................................................... 28

BAB IV

Gambar 4.1 Bahan dinding kotak penyimpan buah .............. 31

Gambar 4.2 Percobaan pengaruh jenis arang terhadap

temperatur dan kelembapan .............................. 32

Gambar 4.3 Penambahan laju aliran udara pada kotak kotak

penyimpan buah ................................................ 43

xvi


xvii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Perbandingan Temperatur Terhadap Waktu pada

Kotak penyimpan buah ........................................... 37

Grafik 4.2 Perbandingan Kelembapan Relatif Terhadap Waktu

pada Kotak penyimpan buah .................................. 39

Grafik 4.3 Perbandingan Temperatur Terhadap Waktu pada

Kotak penyimpan buah Bervariasi ......................... 42

Grafik 4.4 Grafik Perbandingan Temperatur Terhadap Waktu

pada Kotak penyimpan buah dengan Penambahan

Laju Aliran Udara ................................................... 45

xviii


1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia memiliki buah ciri khas asli indonesia yangperlu didayagunakan secara maksimal. Ada 4 marga dari 4suku buah-buahan asli Indonesia yang bernilai ekonomicukup tinggi dan juga mempunyai keanekaragaman jenisyang tinggi. Masing-masing adalah suku Anacardiaceae(marga Mangifera), Clusiaceae (marga Garcinia),Sapindaceae (marga Nephelium) dan suku Bombacaceae(marga Durio). Empat jenis komoditas buah-buahan darikeempat marga tersebut telah ditetapkan sebagai “buah-buahan unggulan nasional”, masing-masing adalah buahmangga, manggis, rambutan dan durian. (LIPI, 2007).

Sebagai langkah pendayagunaan buah secara maksimal,hal yang harus diperhatikan adalah dalam hal menjaga mutubuah selama pengiriman/distribusi buah-buahan dariprodusen hingga menuju ke konsumen. Tak jarang mutu daribuah menurun selama proses pengiriman terutama ketikapengiriman dilakukan antar pulau dengan menggunakanmode transportasi kapal.

Faktor faktor yang biasa merusak mutu buah adalahrespirasi, produksi etilen, dan transpirasi. Faktor lain yangjuga penting untuk diperhatikan adalah senantiasamenghindari buah terhadap suhu atau cahaya berlebihan.Suhu penyimpanan buah sebesar 15˚C dapat menghambatkegiatan respirasi buah, sehingga menundapelunakan,perubahan warna,perubahan mutu, dan perubahankimiawi. (Kristianingrum, 2007).Pada umumnya dalammendistribusikan hasil holtikultura agar tetap dalam kondisisegar dengan menggunakan refeer container. Penggunakanrefeer container tentu membutuhkan tambahan biaya.

2

Karena refeer container membutuhkan tambahan energi darimesin pendingin.

Sebagai alternatif untuk menjaga kondisi suhu buah tetapoptimum pada saat pengiriman dilakukan, sistem pendingindengan memanfaatkan arang kayu sebagai media pendinginbelum banyak diterapkan dalam hal pengiriman buah antarpulau. Arang kayu yang mudah untuk didapatkan diIndonesia tentunya mendukung jika memang terbukti dapatditerapkan sebagai meda pendinginan buah selamapengiriman antar pulau. Sehingga ketika pemanfaatan arangkayu ini diterapkan, diharapkan life time (daya tahan) buahsaat pengiriman dapat ditingkatkan dengan metoda yangsederhana dan dengan biaya yang rendah dibandingkandengan harus menggunakan refeer container.

1.2 Perumusan dan Pembatasan MasalahDari uraian di atas maka permasalahan utama yang akandibahas adalah sebagai berikut :

Apakah arang basah bisa digunakan sebagai mediapendingin dalam proses pengiriman buah antar pulau?

Jenis arang yang seperti apa yang baik digunakansebagai media pendingin?

Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

Jenis arang basah yang digunakan adalah arang jenisbatang kayu dan arang jenis batok kelapa

Ukuran arang per satuan dianggap sama Tinjauan penelitian hanya temperatur dan kelembapan

3

1.3 Tujuan Membuktikan arang basah dapat digunakan sebagai

media pendingin ruang penyimpanan buah Mengetahui jenis arang yang tepat untuk digunakan

sebagai ruang penyimpanan buah

1.4 Manfaat

Mampu membuktikan arang basah dapat digunakansebagai media pendingin ruang penyimpanan buah

Memberikan alternatif kepada pelaku usahaeksportir/importir buah dalam proses cara pendistribusianbuah antar pulau

1.5 Hipotesis Arang basah dapat digunakan sebagai media pendingin

buah dalam ruang penyimpanan Semakin tebal dinding arang basah maka semakin rendah

temperatur ruang penyimpanan

4

“halaman ini sengaja dikosongkan”

5

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Penunjang2.1.1 Perpindahan Panas

Kalor atau panas merupakan bentuk dari energi dapatdipindahkan dari satu sistem ke sistem yang lain sebagaihasil dari perbedaan temperatur. Perpindahan kalor sesuaidengan nilai dari perpindahan energi itu sendiri sepertivariasi temperatur. Hukum perpindahan energi seperti kalorselalu bergerak dari suhu tinggi ke suhu yang lebih rendah.Perpindahan panas berhenti ketika dua medium mencapaitemperatur yang sama. Keseimbangan temperatur tersebutdikenal dengan istilah Thermal Equilibrium. (Holman,JP:1997)

Perpindahan kalor tersebut dapat dirumuskan sebagaiberikut:

q = ṁ x c x ΔTdimana:q : laju perpindahan panas [W]ṁ : laju aliran massa [kg/s]c : heat capacity [kJ/kg oC]ΔT : perubahan temperatur [oC]

Proses Konveksi dan KonduksiKonduksi adalah perpindahan kalor melalui zat penghantartanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat itu.Sedangkan konveksi adalah perpindahan kalor melalui zatpenghantar yang disertai dengan perpindahan bagian-bagian zat itu. Berikut rumus yang digunakan dalamperhitungan konveksi:

qconv = hA (T2 – T1)dimana:qconv : laju perpindahan panas secara konveksi [W]

6

h : konveksi thermal [W/m oC]A : luas permukaan [m2]ΔT : perubahan suhu [oC]Sedangkan perhitungan konduksi menggunakan rumussebagai berikut:

qcond = kA (T2 – T1)dimana:qcond : laju perpindahan panas secara konduksi [W]k : konduktivitas thermal [W/m oC]A : luas permukaan [m2]ΔT : perubahan suhu [oC]

2.1.2 Evaporative CoolingAda 2 jenis prinsip evaporative cooling:1. Pendinginan langsung: Air di dalam media pendinginlangsung menguap dan masuk ke dalam ruang.

Gambar 2.1 Direct Evaporative cooling(Sumber: www.pdhcenter.com)

2. Pendinginan tidak langsung: Dalam pendinginan tidaklangsung, salah satu aliran udara disebut udara utamadidinginkan (tanpa penambahan air) dengan penukar panas,sedangkan udara sekunder membawa pergi energi panasdari udara utama.

7

Gambar 2.2 Indirect Evaporative cooling(Sumber: www.pdhcenter.com)

2.1.3 ThermoHygro meterThermo-hygrometer merupakan perpaduan dengan

dua indikator pengukuran, yaitu thermometer danhygrometer, Thermometer berfungsi sebagai pengukursuhu dalam satu area / ruangan. Sedangkan hygrometerberfungsi untuk mengukur kelembaban (relative humidity –RH) dalam satu area / ruangan.

Fungsi dan kegunaan thermometer merupakan sesuatuyang umum dan banyak diketahui banyak orang, namuntidak demikian halnya dengan hygrometer. Mengacu darifungsinya sebagai alat untuk mengetahui tingkatkelembaban, yang membedakan secara spesifik fungsi danpenggunaan dari thermo-hygrometer, baik untuk indoormaupun outdoor secara kasat mata, hanya terlihat daribahan pelindung yang membungkusnya. Bahan plastikkeras (resin) untuk indoor dan bahan logam tipis untukoutdoor. Display dari alat ini ada yang berupa digital(biasanya indoor) dan lainnya berupa analog (jarum).

2.1.4 Penurunan Laju Respirasi Buah dengan MenurunkanSuhu Penyimpanan

Metode penanganan pascapanen buah pisang baranganyang diterapkan dalam penelitian ini adalah penyimpanan

8

dengan sistem kemasan plastik terpilih. Pemilihan filmkemasan plastik dan desain kemasan komposisi gas O2 danCO2 yang dapat mempertahankan mutu buah pisangbarangan selama penyimpanan. Pada penelitian inidiperoleh laju respirasi buah pisang barangan segar padasuhu kamar (28˚C) dan pada suhu dingin (15˚C). Lajukonsumsi O2 buah pisang barangan adalah 7,290 ml/kg-jam pada suhu 28˚C dan 4,181 ml/kg-jam pada suhu 15˚C,sedangkan laju produksi CO2 pada suhu 28˚C adalah20,175 ml/kg-jam dan 18,563 ml/kg-jam pada suhu15\˚C.Komposisi perpaduan gas yang terbaik yang dapatmempertahankan mutu buah pisang selama penyimpananadalah 4- 8 % O2 dan 2- 6% CO2 baik pada suhu 15˚ Cmaupun pada suhu ruang. Berkaitan dengan itu maka jenisfilm kemasan yang sesuai untuk pengemasan buah pisangbarangan dalam system atmosfir termodifikasi adalahpolietilen densitas rendah. Pengemasan buah pisangbarangan dengan kemasan modifikasi atmosfir aktifmenggunakan bahan penyerap etilen, oksigen dan CO2 danjenis film plstik polietilen densitas rendah dapatmempertahankan mutu buah pisang barangan selama 15hari pada suhu ruang dan 20 hari pada suhu 15˚C. Hasilpenelitian ini diharapkan dapat diterapkan oleh petanimaupun pedagang dan eksportir dalam penangananpascapanen buah pisang barangan sehingga masasimpannya menjadi lebih panjang. (Julianti, Elisa. dkk,2008)

9

2.1.4 Sistem Manajemen Rantai Dingin dengan ReeferContainer

Dalam proses pengiriman buah antar pulau, hal yangpaling umum digunakan adalah menggunakan reefercontainer. Di dalam rantai pendingin selama prosespengiriman ada beberapa metode dalam pendinginannyaantar alin sebagai berikut:

a. Model 1 (Reefers-Warehouse)Model 1 (Reefers-Warehouse) adalah model sistem

pendingin sebagai sistem utama pada Sistem ManajemenRantai Dingin (Cold Chain Management System) denganmenempatkan reefer berada di dalam warehouse. Perlakuanini diharapkan reefer tidak terkontaminasi oleh cuaca ataupanas matahari yang dapat menyebabkan kenaikan suhupada reefer sehingga harus di-setting ulang untukmenyesuaikan temperaturnya. Setting temperatur ini akanmenyebabkan kenaikan Electrical Consumption (EC) ataukonsumsi energi listrik dan menurunkan Coefficient ofPerformance (COP). Model 1 (Reefers-Warehouse) inidigambarkan di bawah ini.

Gambar 2.3 Model 1 (Reefers-Warehouse)

10

b. Model 2 (Pallets-Warehouse)Model 2 (Pallets-Warehouse) adalah model sistem

pendingin sebagai sistem utama pada Sistem ManajemenRantai Dingin (Cold Chain Management System) denganmenempatkan pallet berada di dalam warehouse. Pallet iniberasal dari reefer yang dibuka. Dengan cara ini diharapkanpallet yang disimpan di warehouse akan mendapatperlakuan yang sama dari sistem pendingin untuk semuaproduk hortikultura yang ditanganinya. Hal ini karena padawarehouse tersebut hanya terdapat satu sistem pendinginyang utama. Karena memiliki satu sistem yang tunggalmaka Heat Balance (HB) akan merata ke semua produkhortikultura yang berada di pallet. Model 2 (Pallets-Warehouse) ini digambarkan di bawah ini

Gambar 2.4 Model 2 (Pallets-Warehouse)

c. Model 3 (Pallets-Warehouse, semiautomatic)Model 3 (Pallets-Warehouse, semiautomatic) pada

dasarnya hampir sama adalah model 2 yaitu sistempendingin yang merupakan sistem utama pada SistemManajemen Rantai Dingin (Cold Chain ManagementSystem) dengan menempatkan pallet berada di dalam

11

warehouse. Yang membedakan di sini terletak padasistempendinginnya. Sistem pendingin yang dimaksud adalahsistem pendingin semiautomatic, artinya sistem pendingingabungan anatara elektrik dan sistem pendingin alamidengan menggunakan es kering. Sistem pendingin elektriksama seperti sistem pendingin yang lainnya dengankapasitas lebih kecil dari model 2. Sistem pendingin alamidimaksud adalah sistem pendingin menggunakan es kering.Pada model ini diharapkan mampu mengurangi konsumsienergi listrik meskipun Heat Balance-nya tidak bisa merataseperti model 2. Volume pallet yang dapat ditampung samahalnya dengan model 2 yaitu 7344 pallets atau sekitar 204TEUS. (Hidayat,A.T. dkk, 2013)

Gambar 2.5 Prinsip Model 3 (Pallet-Warehouse,semiautomatic)

12

2.1.5 Metoda Pengawetan Buah Segar

Penelitian-penelitian mengenai penyimpanan buahbertujuan untuk mencapai umur simpan semaksimalmungkin. Untuk itu biasanya dilakukan kombinasibeberapa perlakuan. Usaha yang dapat dilakukan untukdapat memperlambat pematangan buah dan sayur adalahmemperlambat respirasi dan menangkap gas etilen yangterbentuk. Beberapa cara yang dapat diterapkan antara lainpendinginan, pembungkusan dengan polietilen danpenambahan bahan kimia.a.Pendinginan

Penyimpanan di bawah suhu 15oCdan di atas titikbeku bahan dikenal sebagai penyimpanan dingin (chillingstorage). Penyimpanan buah-buahan dan sayur-sayuranmemerlukan temperatur yang optimum untukmempertahankan mutu dan kesegaran. Temperaturoptimum dapat menyebabkan kerusakan karenapendinginan (chilling injury). Kerusakan pendinginan daribuah pisang pada temperatur kritis (13 oC) adalah warnakusam, perubahan cita rasa dan tidak bisa masak. Kondisioptimum pengundangan bagi buah pisang adalah 11 -20oC dan RH 85 -95 persen. Pada kondisi ini metabolismeoksidatif seperti respirasi berjalan lebih sempurna.Pendinginan tidak mempengaruhi kualitas rasa, kecuali bilabuah didinginkan secara berlebihan sehingga prosespematangan terhenti.

2.Pengemasan dengan polietilen (PE)Kehilangan air dapat dikurangi denganjalan

memberi pembungkus pada bahan yang akan didinginkan.Salah satu jenis pembungkus yang cukup baik digunakanadalah pembungkus dari bahan plastik. Berdasarkanpenelitian Scott dan Robert (1987) penyimpanan pisangyang masih hijau dalam kantong polietilen dapat

13

memperlambat pematangan pisang selama 6 hari dan padasuhu 20 °C.

3.Pelapisan Buah dengan Emulsi LilinBahan dan Alat: Mangga, apel, belimbing, pisang,

jambu biji, tomat, cabe merah, buncis, ketimun, lilin,trietanolamin, asam oleat, KMn04, CaCh, batu apung,ember plastik, panci enamel, keranjang kawat, termometer,pengaduk, stop watch, desikator. Cara pembuatan emulsililin adaadalah sebagai berikut:a. Lilin dipanaskan sampai mencair pada suhu 90-95°C.b. Masukkan asam oleat sedikit demi sedikit danperlahan-lahan sambil diaduk (bila menggunakanstirrer kecepatan 20-100 rpm)c. Tambahkan trietanolamine, terns diatud dan suhudipertahankan tetapd. Tambahkan air (tidak sadah) yang sudahdidihkan (90-95oC) dengan pelahan-lahansambil terns diaduke. Dinginkan dengan cepat menggunakan airmengalir

Untuk mendapatkan emulsi lilin dengan konsentrasi yangdiinginkan dilakukan pengenceran dengan air (tidaksadah). Untuk pemakaiannya sebaiknya digunakanemulsi lilin yang masih segar. Buah dan sayur yangsudah ditiriskan masukkan ke dalam keranjang kawatkemudian celupkan ke dalam emulsi lilin (konsentrasi 6dan 12%) sampai semuanya terendam selama 30-60detik. Angkat dan tiriskan pada rak penirisan dengandihembus udara kering agar pelapisannya merasa padaseluruh permukaan kulit dan tidak lengket. Simpanpada suhu ruang dan dalam lemari es.4. Penggunaan Kalium Permanganat (KMn04)

14

Dari hasil penelitian di Malaysia temyata buah pisangMas memerlukan zat penyerap etilen dan perlu disimpandalam unit pendingin agar tahan tetap hijau sampai 6minggu. Macam-macam bentuk penyerap etilen telahdicoba, seperti blok campuran vermiculate dan semendengan perbandingan 3 : 1 yang dicelupkan dalamlarutan KMn04 dapat dipergunakan sebagai bahanpenyerap etilen, atau blok-blok campuran lempeng dansemen yang dicelup larutan KMn04. Suatu preparasikomersial zat penyerap yang disebut purafil (KMn04alkalis dengan silikat) sebagai pendukung (carrier) yangdihasilkan oleh Marbon Chemical Company, temyatamampu menyerap keseluruhan etilen yang dikeluarkanoleh buah pisang yang disimpan dalam kantong polietilentertutup rapat. Dalam penelitian pengawetan pisangAmbon yang dilakukan dengan menggunakan KMn041.5 persen dengan penyimpanan selama 14 hari mutupisang masih tetap baik. Penggunaan KMn04 dianggapmempunyai potensi yang paling besar karena KMn04bersifat tidak menguap sehingga dapat disimpanberdekatan dengan buah tanpa menimbulkan kerusakanbuah. (Kristianingrum, 2007).

2.2 Studi Hasil Penelitian Sebelumnya2.2.1 Arang Kayu Sebagai Media Pendingin

Arang kayu memiliki struktur berpori didalamnya.Ketika struktur arang kayu yang berpori ini dibasahi olehair, maka udara luar yang masuk ke dalam akan melewatiarang kayu basah ini terlebih dahulu sebelum mauk kedalam ruang penyimpanan. Sehingga suhu menurun karenahilangnya panas melalui penguapan air. Suhu biasanyaditurunkan sekitar 5oC sampai dengan 10oC tergantungkelembapan relatif udara. Desain ruang penyimpananseperti pada gambar dibawah ini:

15

Gambar 2.6 Desain Ruang Pendingin denganBerbahan Arang Basah

(Sumber: Chemonic international Inc)Keuntungan dari penggunaan arang adalah mudah

dalam aplikasi desain, mudah dalam modifikasi, ekonomis,dan mudah ditemukan. Namun kekurangan dari mediaarang adalah jika air yang dikandung oleh arang mulaihilang maka dingin yang dihasilkan juga berkurang dankurang merata. (Nenguwo,N. 2000)

2.2.2 Pendingin Arang pada Lahan Pertanian sebagaiPenyimpanan Sementara Holtikultura

Evaporative cooling telah digunakan sejak lama dariwaktu ke waktu untuk mengendalikan kondisi lingkungan.Berdasarkan data laboratorium awal pendingin ukuranarang menengah dibangun dengan kapasitas volumetrikdari 27 m3 dan ketebalan dinding 100 mm di Desa Kikoodi kabupaten Kibwezi di Provinsi Paskah Kenya. Daerah

16

ini dikenal untuk pertanian hortikultura dalam kondisilingkungan yang ekstrim. Pendingin dikembangkanmemiliki langit-langit ditutupi dengan 50 mm alang-alangkering tebal. Pendingin itu dibangun untuk menyediakanpenyimpanan sementara untuk buah-buahan dan sayuran,ditujukan terutama untuk ekspor ke pasar internasional,sebagai solusi untuk meminimalkan penurunan kualitassebelum di jual.

Kinerja pendingin arang ini dianalisa suhu dankelembaban relatif dengan dijadwalkan penyiraman setiaphari, setelah pukul 8.00, dua kali di 8:00 dan 0:00 h dantiga kali pada pukul 8:00, 12:00 dan 14:00. Jadwalpenyiraman ini bertujuan untuk memastikan bahwa arangtidak benar-benar kering. Suhu dan kelembaban relatifdiukur dalam kotak pendingin. Pendingin memiliki suhuterendah dan kelembaban relatif tertinggi terlepas dariwaktu dan penyiraman jadwal. penyiraman tiga kali daripendingin menunjukkan penurunan tertinggi suhu danrelatif peningkatan kelembaban, perbedaan mencapai 11 °C dan 38% masing-masing, dibandingkan denganpenyiraman tunggal dan ganda. Tiga penyiraman jugamempertahankan kelembaban relatif dalam kotakpendingin dalam kisaran yang direkomendasikan dari 80sampai 95% untuk produk hortikultura. Suhu dingin namuntetap jauh di atas kisaran yang direkomendasikan 0 sampai10 ° C untuk buah-buahan dan sayuran. Intervalpenyiraman dua jam dari 08:00 jam dan seterusnya akanmenjadi rezim penyiraman paling tepat, mengingat kondisilingkungan yang ekstrim dan kelangkaan air. (Shitanda,2011)

17

BAB IIIMETODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian yang digunakanAwal tahapan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah dengan

mengidentifikasi permasalahan yang ada. Selain itu, penting jugauntuk merumuskan masalah. Dalam pengerjaan perlu adanyabatasan masalah agar topik pembahasan lebih detail, fokus dantidak jauh melebar. Permasalahan pada penelitian ini adalahmenganalisa jumlah arang basah yang dibutuhkan agar buah dapatterhambat proses pematanggannya. Sehingga didapat desain yangtepat berkaitan ruang penyimpanan buah selama prosespengiriman antar pulau.

Untuk menyelesaikaan masalah diatas akan digunakan metodekajian eksperimen. Desain dapat dilihat dalam flow chartdibawah. Dalam desain dibagi dalam 6 tahapan utama yaitu :Identifikasi masalah, studi literatur, Pra eksperimen, eksperimen,melakukan analisa, dan penarikan kesimpulan serta saran.Tahap-tahap di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:1. Identifikasi masalah

Melakukan pengamatan masalah yang terjadi sebagai objekpenelitian. Permasalahan yang terjadi dalam penulisan tugas akhirini adalah bagaimana cara mencari alternatif lain prosespengiriman buah agar tetap dalam kondisi segar tanpa harusmenggunakan refeer container.2. Studi literatur .

Studi literatur yang dilaksanakan adalah mencari berbagaireferensi yang berhubungan dengan modifikasi penurunan suhuruang baik melalui hasil jurnal,tugas akhir maupun melaluiinternet.

18

3. Pra eksperimenPra eksperimen yang dimaksud adalah mendesain kotak

penyimpan buah dan menganalisanya. Desain yang dimaksudadalah seperti pada Gambar 3.1 di bawah ini:

Gambar 3.1 Desain kotak kotak penyimpan buah

Gambar 3.2 Ukuran Desain kotak kotak penyimpan buah

Papan kayu

Arang Basah

19

Desain tersebut (Gmb 3.1 dan Gmb 3.2) merupakan desainyang dibuat untuk mencegah panas dari luar masuk ke dalamkotak penyimpanan dan juga untuk meredam panas dari dalamyang timbul akibat respirasi dari buah di dalam kotakpenyimpanan.

Bagian sisi samping kotak penyimpanan (4 sisi) terbuat darikumpulan arang basah yang membentuk sebuah dinding.Sedangkan untuk bagian sisi atas dan bawah terbuat dari papankayu sebagai alas dari peletakkan buah di dalam kotakpenyimpanan.

Dalam proses pengiriman buah antar pulau, rencananyadesain tersebut akan dimasukkan ke dalam sebuah container.Untuk itu dipilihlah ukuran desain kotak penyimpanan sepertipada gambar 3.2. Dengan harapan dapat disusun ke dalamcontainer seperti pada gambar 3.3 di bawah ini:

20

Gambar 3.3 Susunan kotak penyimpan buah dalam Container 20ft

Dari desain yang ada dilanjutkan dengan analisa beban panassebagai berikut:

Ukuran kotak penyimpanan:Panjang: 0,7 mLebar: 0,7 mTinggi: 0,7 m

Kotak PenyimpananBuah

Container 20ft

21

Luas 1 sisi dindingArea 1 = Panjang x Lebar

= (0,7x0,7)

= 0,98 m2

Total Area = 6 x Luas sisi= (0,6 x 0,98)

= 5,88 m2

Menghitung nilai tahanan total thermal:

Rtotal =1/ho1 + x1/k1 + x2/k2 + .... +1/ho2

ho1 = Koefisien konveksi udara= 0,0262 W/mK

ho2 = Koefisien konveksi R744= 0,0138 W/mK

Meninjau dari desain kotak penyimpanan pada gambar4.4 diatas, maka terdapat 2 jenis dinding yang berbeda.4 sisi dari arang basah dan 2 sisi dari bahan kayu.Perhitungan perlu dipisah antara 2 jenis dindingtersebut karena konduktivitas thermalnya jugaberbeda.

Hambatan Dinding Berbahan KayuKonduktivitas Thermal kayu senilai 0,16 W/mKDengan tebal 0,05 m

R1 = 2 x1/(k1.A)= 2 x 0,05/0,16x0,98= 0,637

22

Hambatan Dinding Berbahan Arang BasahKonduktivitas Thermal arang senilai 0,2 W/mKDengan tebal 0,05 m

R2 = 2 x1/(k1.A)= 4 x 0,05/0,2x0,98= 1,020

Hambatan TotalRtotal = 1/(ho1.A)+R1+R2+1/(ho2.A)

= 1/0,026x0,98+0,637+1,020+1/0,013x0,98= 114,5

Langkah selanjutnya kita mencari nilai koefisien panasmenyeluruh.

U = 1/(Rtotal . A)

= 1/(114,5 . 5,88)= 0,0015

Maka nilai beban panas transmisi sebesar.

Qtr = A.U.DT

= 5,88 . 0,0015 . (27-15)= 0,105 W

Beban Panas ProdukBuah ketika didiamkan akan mengalami proses respirasiyang menghasilkan salah satunya panas. Oleh karena itubeban panas produk dapat dihitung seperti berikut:

Q komoditi = M komoditi . C komoditi . (Ta-Tb) + (M komoditi . q komoditi . T)M komoditi = 101,49 kg q komoditi = 4642246J/Ton.DC komoditi = 3,35 kJ/kg°K T = 5 day

Ta = 27 °C = 300,15 KTb = 15 °C = 288,15 K

23

Q produk=

M komoditi . C komoditi . (Ta-Tb) + (M komoditi . qkomoditi . T)

= 101,5 x 3,35 x (27-15) + (0,1015 x 4642246 x 5)= 4079,7 kj + 2355602,539 J= 6435 kJ

Q produk= 6435/(24x5x3600)= 0,0149 kW= 14,897 W

Total Beban PanasTotal beban panas adalah beban panas total yangditimbulkan oleh sistem. Nilai dari total beban panassebagai berikut:

Qtotal=

Q produk +Qtransmisi

= 15,001 W= 6480,6 kJ dalam 5 hari

Besar Beban PendinginBeban pendingin yang dibutuhkan untuk mengatasibeban panas yang ditimbulkan oleh sistem adalahsebagai berikut:Qserap = Qlepasm . Cp CO2 . ΔT = 6480,6 kJ

m . (4,180 . (27-15))= 6480,6 kJm = 6480,6/71,213m = 91,003 kg

24

Kebutuhan volume air untuk mendinginkan beban panasadalah sebesar:Vair = m/density

= 91/1000= 0,091 m3

= 91 liter4. Eksperimen

Eksperimen yang dilakukan adalah membuat kotakpenyimpanan dengan dinding berupa arang basah. Variabel bebasdalam eksperimen ini adalah tebal dari arang basah dan juga jenisdari arang sebagai dinding kotak penyimpanan buah. Sedangakanuntuk variabel terikatnya yakni temperatur ruang penyimpanan.Untuk variabel kontrolnya yakni dimensi ruang penyimpanan,waktu pengamatan. Detail langkah percobaannnya sebagaiberikut:

Jenis percobaan yang dilakukan antara lain:1. Percobaan pengaruh jenis arang basah terhadap temperatur

dan kelembapan2. Percobaan pengaruh jumlah arang basah terhadap

temperatur dan kelembapan3. Percobaan pengaruh penambahan laju aliran udara

terhadap temperatur dan kelembapanVariabel percobaan yang digunakan:1. Percobaan ke-1

Variabel bebas : Jenis Arang (kayu dan batok kelapa)Variabel control : Kondisi lokasi percobaanVariabel terikat : Temperatur dan kelembapan

2. Percobaan ke-2Variabel bebas : Jumlah arangVariabel control : Kondisi lokasi percobaanVariabel terikat : Temperatur dan Kelembapan

25

3. Percobaan ke-3Variabel bebas : Laju aliran udaraVariabel control : Kondisi lokasi percobaanVariabel terikat : Temperatur dan Kelembapan

Prosedur PercobaanProsedur PercobaanPercobaan ke-11. Menyiapkan 2 buah kotak penyimpanan ( jenis arang kayu

dan jenis batok kelapa)2. Membuat kotak penyimpanan buah dengan tebal dinding

yang sama antara arang jenis kayu dan arang jenis batokkelapa

3. Memberikan jumlah air yang sama antara 2 kotak sesuaidengan perhitungan

4. Mengamati perubahan temperatur dan kelembapan terhadapperubahan waktu

Percobaan ke-21. Menyiapkan kotak penyimpanan dengan komposisi tebal

yang berbeda2. Mengamati perubahan temperatur dan kelembapan

terhadap perubahan waktu

Percobaan ke-31. Mengambil salah satu kotak penyimpanan2. Menambahkan laju aliran udara dengan level berbeda3. Mengamati perubahan temperatur dan kelembapan

terhadap perubahan waktu

5. Melakukan analisa

26

Analisa yang dilakukan adalah seberapa lama jenis buahtersebut mampu bertahan dalam kombinasi kotak penyimpanandengan tebal arang basah yang berbeda. Juga dilakukan analisaapakah tebal dinding arang basah juga mempengaruhi suhu didalam ruang penyimpanan atau tidak6. Penarikan kesimpulan dan saran

Melakukan penarikan kesimpulan atas berbagai analisa yangtelah dilakukan dan masih bersifat sementara. Karena tidakmenutup kemunngkinan untuk dilakukan penyempurnaanterhadap desain coolbox penyimpanan buah

27

3.2 Bahan dan Peralatan yang Digunakan

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Percobaan

NoNama

Alat/BahanGambar Keterangan

1Kotak

PenyimpanBuah

Dimensi:P = 700 mmL = 700 mmT = 700 mm

2Thermo -

higrometer

Alat pengukurSuhu dankelembapanruang

3 Arang ke 1Arang terbuatdari jenis kayu

4 Arang ke 2

Arang terbuatdari jenis batokkelapa

28

3.3 Flow Chart Metodologi PenelitianMulai

StudiLiteratur

1. Karakteristik arang basah2. Karakteristik perpindahanpanas3. Dimensi ukuran boxpengiriman buah4.Supply chain pengirimanbuah antar pulau

MembuatDesainKotak

IdentifikasiPermasalaha

n

Data

Analisa HasilDesain

A

CUKUP

TIDAK

Menentukanlangkah

eksperimen

Eksperimen

Pembuatankotak

penyimpanan

29

A

Analisa

Kesimpulan

30

“Halaman sengaja dikosongkan”

31

BAB IVANALISA DATA

4.1 Hasil PercobaanSetelah pecobaan diloakukan sesuai dengan uraian

pada bab metodologi penelitian, diperolehlah hasilpercobaan sebagai berikut:

4.1.1 Pengaruh Jenis Arang Basah terhadapTemperatur dan Kelembapan Kotak penyimpan buahPercobaan dilakukan dengan membandingkan temperaturdan kelembapan pada 2 buah kotak penyimpan buahdengan ukuran dan bentuk yang sama. Hal yangmembedakan dari dua buah kotak penyimpan buahtersebut adalah sebuah kotak penyimpan buah berbahanarang kayu sebagai dindingnya dan kotak penyimpanbuah lainnya berbahan arang batok kelapa sebagaidindingnya seperti pada gambar 4.5 dibawah ini.

(a) (b)Gambar 4.1 Bahan dinding kotak penyimpan buah (a).

Jenis arang kayu (b). Jenis arang batok kelapa

32

Percobaan dilakukan selama lima hari dengan data yangdiambil adalah temperatur dan kelembapan selama limatitik waktu di tiap harinya.

(a) (b)Gambar 4.2 proses percobaan pengukuran temperatur dankelembapan pada kotak penyimpan buah (a) jenis arang

batok kelapa (b) jenis arang katu

Setelah percobaan seperti pada Gambar 4.2 dilakukan,diperoleh data sebagai berikut:4.1.1.A Hasil percobaan untuk kotak penyimpan buahberbahan arang batok kelapa sebagai dinding

Hari ke-1No Waktu Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 20.00 WIB 33,4 27,9 5,5 82% 83%2 24.00 WIB 33,2 28,2 5 80% 83%3 05.00 WIB 31,7 27,9 3,8 76% 76%4 10.00 WIB 33,6 28,3 5,3 75% 76%5 15.00 WIB 33,8 28,3 5,5 74% 74%

33


1 20.00 WIB 32,9 28,4 4,5 75% 75%2 24.00 WIB 32,7 28,5 4,2 79% 78%3 05.00 WIB 33,0 28,7 4,3 81% 81%4 10.00 WIB 33,7 29,2 4,5 77% 78%5 15.00 WIB 33,3 29,1 4,2 78% 78%





34



Dalam lima hari percobaan yang telah dilakukan,diperoleh nilai rata – rata untuk tiap harinya sepertiberikut:

Batok kelapaNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 33,1 28,1 5 77% 78%2 2 33,1 28,7 4,4 78% 78%3 3 32,4 28,9 3,5 76% 77%4 4 32,7 29,8 2,9 74% 75%5 5 32,7 30,5 2,2 75% 76%

4.1.1.B Hasil percobaan untuk kotak penyimpan buahberbahan arang kayu sebagai dinding



35




1 20.00 WIB 32,3 28,7 3,6 76% 73%2 24.00 WIB 32,7 28,9 3,8 75% 74%3 05.00 WIB 30,9 28,4 2,5 81% 81%4 10.00 WIB 33,1 29,1 4 75% 75%5 15.00 WIB 33,0 29,2 3,8 76% 76%



36



Dalam lima hari percobaan yang telah dilakukan,diperoleh nilai rata – rata untuk tiap harinya seperti padatabel berikut:

KayuNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 33,1 27,8 5,3 77% 78%2 2 33,1 28,6 4,5 78% 78%3 3 32,4 28,8 3,6 76% 77%4 4 32,7 29,6 3,1 74% 74%5 5 32,7 30,1 2,6 75% 76%

4.1.1.C Grafik Perbandingan Temperatur di Dalamdan di Luar Kotak penyimpan buah

Berdasarkan nilai rata – rata temperatur di tiap harinyabaik pada kotak penyimpan buah berbahan arang kayumaupun arang basah diperoleh sebuah grafik seperti padagrafik 4.1 di bawah ini:

37

Grafik 4.1 Perbandingan Temperatur Terhadap Waktupada Kotak penyimpan buah

Pada grafik 4.1 terlihat ada selisih temperatur antarakondisi di luar kotak penyimpan buah dengan yang ada didalam kotak penyimpan buah. Secara keseluruhantemperatur di dalam kotak penyimpan buah nilainya rebihrendah daripada di luar. Nilai suhu terendah senilai27,8oC. Sedangakan suhu tertinggi ada di hari ke 5dengan nilai 30,1oC

Untuk kotak penyimpan buah dengan dindingberbahan kayu, nilai temperaturnya sedikit lebih rendahdari yang berbahan batok kelapa. Walaupun jenis kayumemiliki nilai temperatur sedikit lebih rendah,sebenarnya antara kedua jenis arang tersebut perbedaantemperaturnya tidaklah signifikan. Nilai selisih terbesar

27,528

28,529

29,530

30,531

31,532

32,533

33,5

1 2 3 4 5

Tem

pera

tur (

C)

Hari ke-

Grafik Perbandingan Temperatur TerhadapWaktu pada Cold Storage

Kayu

Batok kelapa

Luar coldstorage

38

ada pada hari ke lima percobaan dengan nilai selisih0,4oC.

Dapat dilihat pada grafik 4.1 diatas bahwa adakecenderungan grafik temperatur di dalam kotakpenyimpan buah untuk terus naik nilainya menuju nilaitemperatur di luar kotak. Hal itu terjadi karena air yangada di dalam arang semakin lama semakin hilang ter-uapkan. Hilangnya kandungan air tersebut akibat prinsipdari pendinginan evaporative cooling itu sendiri yaknidengan cara menguapkan kandungan air untuk diserapkedalam udara sehingga diperoleh kondisi udara yanglebih dingin

4.1.1.D Grafik Perbandingan Kelembaban di DalamKotak penyimpan buah dan di Luar Kotakpenyimpan buah

Berdasarkan nilai rata – rata kelembapan relatif di tiapharinya baik pada kotak penyimpan buah berbahan arangkayu maupun arang basah diperoleh sebuah grafik sepertipada grafik 4.2 di bawah ini:

39

Grafik 4.2 Perbandingan Kelembapan Relatif TerhadapWaktu pada Kotak penyimpan buah

Untuk nilai kelembapan relatif seperti pada grafik 4.2diatas nilai antara kelembapan relatif di luar maupun didalam kotak penyimpan buah memiliki nilai yang relatifcukup tinggi yakni berkisar antar 74%-78%.Perbedaan kondisi kelembapan relatif antara di dalammaupun di luar kotak penyimpan buah memiliki nilaiyang cenderung sama namun walaupun nilainya sedikitlebih tinggi kelembapan yang ada di dalam coldtorage.Hal itu terjadi karena kanduangan air yang ada di dalamarang menguap terseap oleh udara yang masuk ke dalamkotak penyimpan buah. Nilai kelembapan yang cenderungsama mengindikasikan bahwa pendinginan secaraevaporative cooling belum bekerja secara optimum.

39

Grafik 4.2 Perbandingan Kelembapan Relatif TerhadapWaktu pada Kotak penyimpan buah

Untuk nilai kelembapan relatif seperti pada grafik 4.2diatas nilai antara kelembapan relatif di luar maupun didalam kotak penyimpan buah memiliki nilai yang relatifcukup tinggi yakni berkisar antar 74%-78%.Perbedaan kondisi kelembapan relatif antara di dalammaupun di luar kotak penyimpan buah memiliki nilaiyang cenderung sama namun walaupun nilainya sedikitlebih tinggi kelembapan yang ada di dalam coldtorage.Hal itu terjadi karena kanduangan air yang ada di dalamarang menguap terseap oleh udara yang masuk ke dalamkotak penyimpan buah. Nilai kelembapan yang cenderungsama mengindikasikan bahwa pendinginan secaraevaporative cooling belum bekerja secara optimum.

40

4.1.2 Pengaruh Jumlah Arang Basah terhadapTemperatur pada Kotak penyimpan buahDari hasil percobaan sebelumnya yakni pengaruh jenisarang basah terhadap nilai temperatur dan kelembapanpada kotak penyimpan buah, diperoleh hasil kotakpenyimpan buah dengan dinding berbahan jenis kayumemiliki nilai temperatur yang lebih rendah. Untuk itupada percobaan kedua ini dipilih arang jenis kayu untukdivariasikan dengan tujuan dapat mengetahui pengaruhjumlah arang basah terhadap temperatur dan kelembapanpada kotak penyimpan buah.Variasi jumlah arang kayu sebagai dinding pada kotakpenyimpan buah diambil sebanyak 4 buah variasi. Variasijumlah arang sebagai berikut:1. Kotak penyimpan buah A dengan jumlah arang 15 kgdan tebal dinding arang sebesar 2 cm2. Kotak penyimpan buah B dengan jumlah arang 41 kgdan tebal dinding arang sebesar 5 cm3. Kotak penyimpan buah C dengan jumlah arang 61 kgdan tebal dinding arang sebesar 7 cm4. Kotak penyimpan buah D dengan jumlah arang 80 kgdan tebal dinding sebesar 10 cm

Percobaan dilakukan dengan mengambil data nilaitemperatur dan kelembaban selama 5 hari dan 5 titikwaktu di tiap harinya.Diperoleh Hasil percobaan rata rata tiap harinya sepertiberikut:

41

Kotak penyimpan buah ANo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 28,3 4,3 77% 77%2 2 33,1 28,6 4,5 75% 75%3 3 33,3 29,1 4,2 77% 78%4 4 32,9 29,6 3,3 78% 78%5 5 32,8 30,4 2,4 79% 78%

Kotak penyimpan buah BNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 28,0 4,6 77% 77%2 2 33,1 28,5 4,6 75% 76%3 3 33,3 29,1 4,2 77% 77%4 4 32,9 29,5 3,4 78% 78%5 5 32,8 30,4 2,4 79% 78%

Kotak penyimpan buah CNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 28,1 4,5 77% 77%2 2 33,1 28,5 4,6 75% 76%3 3 33,3 28,9 4,4 77% 77%4 4 32,9 29,5 3,4 78% 79%5 5 32,8 30,3 2,5 79% 80%

42

Kotak penyimpan buah DNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 28,1 4,5 77% 77%2 2 33,1 28,3 4,8 75% 76%3 3 33,3 28,9 4,4 77% 78%4 4 32,9 29,4 3,5 78% 79%5 5 32,8 30,1 2,7 79% 79%

Berdasarkan nilai rata – rata kelembapan relatif di tiapharinya diperoleh sebuah grafik seperti pada grafik 4.3 dibawah ini:

Grafik 4.3 Perbandingan Temperatur Terhadap Waktupada Kotak penyimpan buah Bervariasi

Pada grafik 4.3 terlihat pengaruh jumlah arang basahsebagai dinding kotak penyimpan buah tidak terlalu

27,528

28,529

29,530

30,531

31,532

32,533

33,5

1 2 3 4 5

Tem

pera

tur (

oC)

Hari ke-

Grafik Perbandingan Temperatur Terhadap Waktupada Cold Storage Dengan Penambahan Arang

Cold storageA

Cold storageB

Cold storageC

Cold StorageD

Di luar coldstorage

43

berdampak pengaruhnya terhadap temperatur di dalamkotak penyimpan buah. Misalkan di hari pertamapengamatan, temperatur pada kotak penyimpan buah Abernilai 28,3oC sedangkan untuk kotak penyimpan buahD memilki temperatur 28,1oC. Walaupun selisih jumlaharang basah cukup signifikan akan tetapi hal tersebuttidak berdampak banyak pada nilai temperatur di dalamkotak penyimpan buah.

4.1.3 Percobaan Penambahan Aliran Udara TerhadapKotak penyimpan buah Berdinding Arang Kayu

Pada percobaan ini ditambahkan laju aliran udara padakotak penyimpan buah yang telah dirancang. Penambahanlaju aliran udara bertujuan untuk mengetahui seberapabesar efek laju aliran udara dalam pendinginan denganprisip evaporative cooling pada kotak penyimpan buah.

Percobaan dilakukan dengan memberi 3 level lajualiran udara dengan bantuan kipas angin dengan ukuran10 inc dengan daya 35 watt.

Gambar 4.3 Penambahan laju aliran udara pada kotakpenyimpan buah

44

Setelah percobaan dilakukan diperoleh data sebagaiberikut:

Tanpa Laju aliran udaraNo hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 28,1 4,5 77% 77%2 2 33,1 28,3 4,8 75% 76%3 3 33,3 28,9 4,4 77% 78%4 4 32,9 29,4 3,5 78% 79%5 5 32,8 30,1 2,7 79% 79%

Level 1No hari ke- Tluar Tdalam ΔT Rhluar Rhdalam

1 1 32,6 27,7 4,9 77% 77%2 2 33,1 27,9 5,2 75% 77%3 3 33,3 28,4 4,9 77% 78%4 4 32,9 29,1 3,8 78% 79%5 5 32,8 30,2 2,6 79% 80%


1 1 32,6 27,5 5,1 77% 77%2 2 33,1 27,8 5,3 75% 77%3 3 33,3 28,2 5,1 77% 79%4 4 32,9 29,4 3,5 78% 80%5 5 32,8 30,4 2,4 79% 80%

45


1 1 32,6 27,5 5,1 77% 77%2 2 33,1 27,6 5,5 75% 78%3 3 33,3 28,1 5,2 77% 79%4 4 32,9 29,3 3,6 78% 80%5 5 32,8 30,6 2,2 79% 81%

Dari data tersebut dijadikan sebuah grafik perbandingantemperatur terhadap waktu sebagai berikut:

Grafik 4.4 Grafik Perbandingan Temperatur TerhadapWaktu pada Kotak penyimpan buah dengan Penambahan

Laju Aliran Udara

2728293031323334

1 2 3 4 5

Tem

pera

tur

(0C)

Hari Ke-

Grafik Perbandingan Temperatur TerhadapWaktu pada Coldstorage dengan Penambahan

Laju Aliran Udara Diluarkotak

TanpalajuudaraLajuudaralvl 1LajuUdaralvl 2

46

Dapat diamati dari grafik 4.4 diatas bahwa terdapatperbedaan temperatur pada kotak penyimpan buah antaratanpa penambahan laju aliran udara dengan adanyapenambahan laju aliran udara. Semakin tinggi level lajualiran udara berdampak semakin rendah nilai temperaturyang dihasilkan. Namun walau efek temperatur yangdihasilkan nilainya lebih rendah, dengan adanyapenambahan laju aliran udara menyebabkan temperaturlebih cepat naik di hari selanjutnya.

Laju aliran udara dapat menambak efek daripendinginan secara evaporative cooling. Hal ini karenaudara yang mengalir dari luar kotak penyimpan buahmampu membantu menguapkan kanduangan air yangtersimpan dalam arang sehingga udara bisa lebih dingin.

4.2 Analisa Penerapan Penggunaan Kotak penyimpan buahpada Proses Pengiriman Buah Antar Pulau

Sampai saat ini proses pengiriman buah antar pulaudengan menggunakan kapal masih tetap digunakan di hampirseluruh dunia. Dalam proses pengirimannya, buah diangkutoleh kapal dengan menggunakan refeer container sebagairuang simpan buah. Dipilihnya refeer container ataukontainer dengan mesin pendingin ini agar mutu buah tetapterjaga selama kurun waktu pengiriman. Karena salah satuhal yang mempengaruhi mutu buah adalah suhupenyimpanan buah selama proses pengiriman yang memakanwaktu cukup lama.

Pada percobaan kali ini, kontainer dengan mesinpendingin dicoba untuk digantikan dengan alternatifpendingin berupa kotak penyimpan buah dengan arang kayusebagai dindingnya. Untuk bisa menentukan apakah kotak

47

penyimpan buah dengan arang kayu sebagai dinding ini bisaditerapkan sebagai alternatif pengganti refeer container atautidak, ada beberapa aspek yang penulis kaji diantaranyasebagai berikut:

4.2.1 Suhu dan Kelembaban Optimum Pengiriman BuahDalam proses pengiriman buah, hal yang harus

diperhatikan adalah menjamin mutu buah tetap dalamkondisi baik hingga sampai kepada penerimanya. Mutubuah bisa turun akibat laju respirasi dari buah. Lajurespirasi yang tinggi biasanya menyebabkan buah matangterlebih dahulu selama proses pengiriman. Salah satu carauntuk menekan laju respirasi buah adalah dengan caramenjaga suhu optimum buah.

Suhu optimum selama proses pengiriman buah adalahsuhu yang dapat menekan laju respirasi dari buah. Suhuterlalu tinggi ataupun terlalu rendah juga dapatmenyebabkan mutu buah menjadi jelek.

Menurut Santoso,B (2011) kondisi suhu bagipenyimpanan pisang matang (hijau) adalah 56O F atau15OC dan kelembaban 90 – 95%. Ketika suhu mulai naikakan mulai terjadi pemasakan buah. Pemasakan buahpisang supaya diperoleh keseragaman dalam tingkatkemasakan adalah disimpan pada kondisi suhu 18 OC –23OC. Namun apabila yang terjadi suhu lebih dingin darisuhu optimum juga bisa berdampak jelek bagi mutu buah.Misalnya pisang ambon pada suhu lebih rendah dari13,5oC dapat menyebabkan kulit pisang menjadi nien.jadi berwarna abu-abu dan dapat berubah menjadi tua lagipada tempat-tempat yang cacat. Pisang yang didinginkan

48

biasanya berbintik-bintik hitam pada tangkai dankulitnya, dan pada kelembaban yang lebih tinggi seringtampak kapang tumbuh pada permukaan bintik bintiktersebut.

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan penulis,suhu yang mampu dijaga oleh kotak penyimpan buahberdinding arang kayu paling dingin senilai 27oC dannilai kelembabannya berkisar 74-78%. Nilai tersebutbelumlah cukup untuk memenuhi batas-batas suhu dankelembapan seperti pada uraian di atas sebagai syaratuntuk menjaga mutu buah selama proses pengiriman buahantar pulau.

4.2.2 Tidak Tercapainya Suhu dan KelembapanOptimum Pengiriman buah

Prinsip pendinginan pada kotak penyimpan buah yangdirancang penulis menerapkan prinsip evaporativecooling. Evaporative cooling adalah sistem pendingindengan cara memanfaatkan air yang menguap dan teresapmasuk ke dalam udara sehingga udara menjadi lebihdingin dengan kondisi kelembaban yang meningkat.

Nenguwo,N (2000) mampu menerapkan prinsipevaporative cooler ini pada rumah penyimpanan buah dinegara Rwanda hingga mencapai selisih 10oC.

Dari hasil percobaan pengukuran nilai temperaturkotak penyimpan buah berbahan arang kayu sebagaidinding, nilai suhu tidak jauh beda dengan suhu udara diluar. Nilai temperatur terendah senilai 27oC. Adabeberapa hal yang menjadi penyebab ketidak mampuankotak penyimpan buah berbahan arang kayu sebagaidinding untuk lebih membuat udara lebih dingin.

49

Nilai kelembaban di Indonesia yang cukup tinggimerupakan salah satu penyebab kurang efektifnya kotakpenyimpan buah tersebut. Prinsip dari evaporativecooling yakni udara menyerap uap air yang keluar untukdapat mendinginkan lingkungan. Jika nilai kelembabanterlalu tinggi, daya serap udara untuk menampung uap airyang ada akan semakin lemah. Oleh karena itu nilaitemperatur dari kotak penyimpan buah masih tergolongtinggi.

Berbeda ketika diterapkan di lokasi dengan geografisyang kering seperti Rwanda. Dengan kelembaban relatifberkisar 38% maka pendinginan dengan menerapkanevaporative cooling ini bisa lebih berefek dingin bagilingkungan. Sebab uap air akan dengan mudah terserapoleh udara yang sifatnya lebih kering jika dibandingkandengan kondisi yang ada di Indonesia.

Atas dasar itulah rancangan kotak penyimpan buahberbahan arang kayu sebagai dinding belum bisaditerapkan sebagai alternatif pendingin pengganti reefercontainer selama proses pengiriman buah antar pulau.

50

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

51

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KesimpulanBerdasarkan hasil percobaan dan analisa yang telah

dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa:1. Arang basah terbukti dapat menurunkan suhu sebuah

kotak penyimpan buah dengan prinsip pendinginansecara evaporative cooling.

2. Arang jenis kayu terbukti dapat lebih mendinginkankotak penyimpan buah dibandingkan dengan arang jenisbatok kelapa.

3. Kotak penyimpan buah yang dirancang belum mampuuntuk diterapkan sebagai alternatif pendingin penggantirefeer container sebab nilai temperatur dan kelembabanrelatif belum sesuai dengan keadaan optimumpengiriman buah.

4. Suhu optimum pengiriman buah tidak bisa tercapaikarena kondisi kelembaban Indonesia yang relatif tinggisehingga prinsip pendinginan evaporative cooling yangmembutuhkan udara relatif kering agar bisa maksimaltidak dapat terpenuhi.

5.2 SaranTidak ada sesuatu yang sempurna termasuk hasil dari

penelitian ini. Namun demi tercapainya hasil yang lebih baikpada penelitian-penelitian berikutnya, berikut saran-saranuntuk penelitian berikutnya:1. Mencari media alternatif lain selain arang basah sebagai

media pendinginan kotak penyimpan buah.2. Memodifikasi laju aliran udara yang efektif untuk

mencapai suhu optimum

52

DAFTAR PUSTAKA

[1] Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI),“Keanekaragaman Jenis Buah-Buahan Asli Indonesia danPotensinya”,Biodiversitas, Volume 8 Hal 157-167, 2007

[2] Kristianingrum,S. “Beberapa metode pengawetan buahbuahan”. Program pengabdian masyarakat desapurwomartani, Sleman, 2007

[3] Julianti, Elisa. dkk. “Penyimpanan Pisang BaranganDengan Kemasan Atmosfer Termodifikasi Aktif”. KerjasamaKemitraan Penelitian Pertanian, 2007

[4] Hidayat,A.T. dkk. “Evaluasi Sistem Manajemen RantaiDingin PT.Terminal Petikemas Surabaya (TPS) UntukHortikultura ; Jeruk dan Anggur”. JURNAL TEKNIKSISTEM PERKAPALAN Vol. 1, 2013

[5] Nenguwo,N. “Appropriate Technology Cold StoreConstruction and Review of Post-harvest TransportandHandling Practices for Export of Fresh Produce fromRwanda”. Chemonics International Inc, 2000

[6] Bhatia,A. “Principles of Evaporative Cooling System” PDHCenter, 2012

`

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Lumajang, JawaTimur, pada tanggal 11 Maret 1994. Penulismerupakan anak kedua dari dua bersaudara.Terlahir dengan nama Ramadhan AndhiWicaksono dari pasangan Sudamis danTristiati. Riwayat pendidikan formal yangtelah ditempuh adalah SDN JogotrunanLumajang, SMPN 1 Lumajang, SMAN 2Lumajang. Setelah lulus dari SMA tahun

2012, penulis melanjutkan ke jenjang perguruan tinggi. Diterimadi Jurusan Teknik Sistem Perkapalan – Fakultas TeknologiKelautan – Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabayajenjang Strata I (S1). Penulis mengambil konsentrasi bidangkeahlian Marine Machinery and System (MMS). Selamaperkuliahan, penulis aktif pada kegiatan yang sifatnya akademisdan non akademis. Penulis aktif di organisasi mahasiswa(Himasiskal) sebagai staff Dagri. Kegiatan di luar kampus penulispernah menjadi Ketua Ikatan Masiswa Lumajang di Surabaya.Penulis juga aktif di kegiatan sosial dengan tergabung diorganisasi sosial dan pendidikan “Duacare” (www.duacare.org)sebagai Vice-CEO. Penulis pernah melaksanakan kerja praktek digalangan kapal PT Adiluhung Sarana Segara Indonesia dan PTTurbotech Indonesia yang bergerak di bidang maintenanceTurbocharger.

Ramadhan Andhi WicaksonoJurusan Teknik Sistem Perkapalan FTK [email protected]

SKRIPSI KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN ARANG BASAH … · 2020. 4. 26. · SKRIPSI – ME 141501...

Documents

Transcript of SKRIPSI KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN ARANG BASAH … · 2020. 4. 26. · SKRIPSI – ME 141501...