## “PEMILIHAN FLUIDA PENDINGIN PADA MESIN PENDINGIN IKAN  (FREEZER) KAPASITAS 1 TON”
Ir.Wisjnu P.Marsis,M.Eng 1 ,. Abdul Haris 2
Lecture 1 ,College student 2 ,Departement of machine, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Tlp 021-4244016,4256024, email : wpmarsis@yahoo.com

## ABSTRAK
Upaya  manusia  untuk  menghasilkan  kehidupan  yang  layak  dan  lebih  baik terutama dalam perkembangan teknologi, terutamamengenai Mesin PendinginIkan (FREEZER) yang menggunakanfluidakerja yang ditargetkanakanmenjadifluida yang lebihbaikdarisebelumnyaadalah
musicool(MC-134)  dengan  RefrigeranHalokarbon(R-134a),  dimana  akan dibandingkan  teori  dasar  dari  refrigeran,  yaitu  COP  (Coefficient  of Performance), Efek Refrigasi serta Kerja Kompressor.Hasil yang didapat adalah kelayakan  Hidrokarbon  sebagai  Fluida  pendingin  yang  baik,  ramah  lingkungan dan aman.
Kata Kunci : Ikan, fluida, musicool MC-134, Halokarbon R-134a

## 1.PENDAHULUAN
Prinsipdinginanadalahmendinginkanikansecepatmungkinkesuhuserendahmungkinte tapitidaksampaimenjadibeku.Umumnyapendinginantidakdapatmencegahpembusukansecar a  total,  tetapisemakindinginsuhuikan,  semakinbesarpenurunanaktivitasbakteridanenzim. Dengandemikianmelaluipendinginan
proses bakteriologidanbiokimiapadaikanhanyatertunda, tidakdihentikan.Refrigerankelompokhalokarbonmerupakanrefrigeransintetikkarenatidakter dapat  di  alamsecaralangsung.  Refrigeraninimempunyaisatuataulebih  atom  darigolongan halogen; initermasuk ODS. Jika gas CFC yang memilikidua atom khlorinterlepaskekhlorin, fluorindanbromin.Meskipundarisegiteknikrefrigeraninimempunyaisifat yang baik, sepertikestabilan yang tinggi, tidakmudahterbakardantidakberacun, refrigeranudaradanterkenasinar ultraviolet akanterurai. Atom khlorin (Cl) akanterlepasdanbereaksidenganozon (O 3 ) mengambilsatu atom oksigendariozonuntukmembentukkhlorinmonoksidadanoksigen. Khlorinmonoksidaakanbereaksidengan atom
oksigenlainnyamembentukmolekuloksigendan  atom  khlorinmembentukoksigen.  Atom khlorinhanyaberaksisebagaikatalisdalamreaksi.Olehkarenaitusatu atom khlorinmamputerusmenerusmengubahozonmenjadioksigenmelaluiribuanreaksisejenis.

## 2.METODA EKSPERIMEN DAN FASILITAS YANG DIGUNAKAN
Refrigeran  yang  digunakan  sebagai  perbandingan  ini  adalah MUSICOOL dan yangdiproduksi  oleh  Pertamina  Unit  pengolahan  III  Plaju.  Sifat  fisika  refrigeran hidrokarbon MUSICOOL berdasarkan pengujian laboratorium Pertamina yang menunjukan bahwa  hidrokarbon MUSICOOL (MC)  mampu  menggantikan  refrigeran  sintetik  secara langsung tanpa penggantian komponen sistem refrigrasi. MC-134a menggantikan R-134a.
*http://indonesiasejahtera.wordpress.com
Sifat  fisika  dan  thermodinamika  hidrokarbon MUSICOOL memberikan  kinerja  sistem refrigerasi  yang  lebih  baik,  keawetan  umur  kompressor  dan  hemat  energi.  Beberapa parameter  perbandingan  kinerja MUSICOO L  terhadap  refrigeran  sintetik  pada  sistem refriherasi  dengan  beban  1  TR  pada  suhu  kondensasi  100 o F  dan  suhu  evaporator  40 o F. Ditunjukan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 SifatFisika  danThermodinamika* No Parameter R-134a MC-134 1. Normal boiling point, °C -26.07 -33,98 2. Temperaturkritis, °C 101,06 113,8 3. TekananKritis,  psia 588,7 591,8 4. Panasjeniscairanjenuhpada 37,8° C, Kj /Kgk 1,486 2,717 5. Panasjenisuapjenuhpada 37,8 ° C, Kj/ Kgk 1,126 2,014 6. Tekanancairanjenuhpada 37,8 °C, psia 138,9 139,4 7. Kerapatancairanjenuhpada 37,8°C, ( kg/m³ ) 1156 500,6 8. Kerapatanuapjenuhpada 37,8°C  ( kg/m³ ) 47,05 17,76 9. Kerapatanuapjenuhpada NBP, kg/m³ 5,259 1,642 10.  KonduktivitasTermalcairanjenuh 37,8°C,w/mk 0.0756 0.0896 11.  KonduktivitasTermaluapjenuh 37,8°C,w/m k 0.0195 0.01955 12.  Viskositascairanjenuhpada 37,8°C, uPa-s 102,5 101,6 13.  Viskositasuapjenuhpada 37,8°C, uPa-s 8,064 8,044
Dengan  mengetahui  komposisi  ikan  dapat  menentukan  langkah  kegiatan selanjutnya  dalam  memperlakukan  ikan  tersebut  baik  yang  berkaitan  dengan kegunaan konsumsimaupun industri, Berikut Tabel contoh komposisi ikan :
Tabel 2.2 Komposisi ikan F at fish Semi fat fish Lead fish A ir 6 8,6% 77,2% 81,8 % P rotein 2 0%
19% 16,4 % L emak 1 0% 2,5% 0,5% A bu 1, 4% 1,3% 1,3%
T otal 1 00% 100% 100%

## 2.1.PerhitunganBebanKalor Ikan
Panas jenis ikan Cp = 0,411 + 0,819 × [% water(mass)] = 0,411 + 0,819 × 0,7 = 0,86 BTU/lbF
Dengan persamaan : Q p = W × C × ( T 2 – T 1 ), dapat ditentukan :
 Panas sensibel ikan, Qs = 2205 lb × 0,86 BTU/lbf × ( 83,84 – 28 F )
= 2205 × 0,86 × 55,84= 105.889 BTU
 Panas laten ikan,      Ql = W × ql = 2205 lb × 101 BTU/lb = 222.705 BTU
X1 X2 X3
Total  panas  ikan  yang  didapat  adalah  beban  panas  yang  harus  dikeluarkan dari lemari pendingin selama 24 jam. Apabila waktu operasi lemari pendingin selama 24 jam, maka beban yang harus diatasi mesin setiap jamnya adalah :
 Panas sensibel ikan,
jam 412BTU 4 / . 24 889 . 105   jam Qs  Panas laten ikan, jam 279BTU 9 / .
24 705 . 222   jam Ql

## 2.2.Perhitungan BebanTransmisi Dinding
Pada proses perpindahanpanasmelaluidinding,
dapatdihitungdenganmenggunakanpersamaan,
Q = A × U × ∆T e Ukuranlemaripendingin yang ada, sebagaiberikut :
 Panjang
= 1,35 m  Lebar
= 6,88 m  Tinggi = 3,00 m Keterangan :  X1 = Stainlesssteel 304 = 0,006 m X2 = Polyuretane = 0,148 m X3 = Alluminium = 0,002 m Dimana :Resistensi Thermal diambil dari lampiran
 Resistensi Stainlesssteel 304 = 2,47 BTU / h.ft 2o F
 Resistensi Polyuretane = 0,0035 BTU / h.ft 2o F  Resistensi Alluminium = 41,45 BTU / h.ft 2o F
+
43,92 BTU / h.ft 2o F
Koefisienperpindahanpanasdinding
R 1   (BTU / h.ft 2 F) 023 0 , 92 , 43 1   BTU / h.ft 2o F
 Luasdindingbagianluar
Luasdindingbagianatas, bawah, depan, belakang = 4 × 3m × 1,35 m  =16,2m 2
Luasdindingbagiansampingkanan, kiri = 2 × 6,88m × 1,35m = 18,6m 2 Total luasdinding (A) = 16,2m 2 + 18,6m 2 = 34,8 m 2 = 374 ft 2
 Temperaturudaraluar    (TOA)  =  83,84  F DB =  28,8 o C  (diambildarilampiran BMKGbulanterpanassepanjangtahun 2010 – 2011)
 Temperaturudaradalam yang harusdicapai (TRM) = 28 F DB = -2,2 o C Sehinggabebantransmisimelaluidindingadalah : Q = A × U × ∆T Dimana : Q = Laju aliran kalor ( BTU/hr. ) U = Koefisien perpindahan kalor ( BTU/hr ft 2  o F ) A = Luas permukaan dinding(ft 2 ) ΔT = Perbedaantemperatur equivalent ( o F ) T o = Temperaturluarruangan ( o C)
T i = Tamperaturdalamruangan ( o C) Q = A × U × ∆T = 374 ft 2 × 0,023 BTU/h.ft 2 .F × ( 83,84 – 28 ) F = 480 BTU/h

## 2.3.Perhitungan  Beban Ventilasi
Pada  perhitungan  beban  ventilasi  ini  didasarkan  pada  volume  bagian  dalam ruang pendingin, dimanatelahditentukanukuranpendinginbagiandalamadalahpanjang×lebar×tinggi  = 2,6m × 6,88m × 1,35m= 8,53ft × 22,57ft × 4,43ft
Perhitunganbebankalorakibatudaraventilasiataupergantianudarainimenggunak anpersamaan :
Q S = 1,08 ×cfm OA × (T OA – T RM ) × BF Q L = 0,68×cfm OA × (W OA - W RM ) × BF
Diketahui :
 Relative  humidity luarruangan  81  %  (  diambildarilampiran  BMKG  RH terbesarsepanjangtahun 2010 – 2011 )
 Temperaturruangpendingin = 28 F DB dan 70 % RH (ref tabel 1)
 Nilai Bypass Factor diambil = 0,5 (ref tabel 62 Carrier Handbook )
 Temperature udaraluar = 83,84 F DB dan76,1F WB (diambildarilampiran BMKG bulanterpanassepanjangtahun 2010 – 2011)
 Tabelisolasidinding = t Stainlesssteel 304 + t Polyuretane + t Alluminium = (0,006+0,148+0,002) m = 0,156 m = 0,512 ft
 Volume bagian dalam ruang pendingin = 2,6m × 6,88m × 1,35m
= 24,15 m 3
 Kelembaban udara dalam yang direncanakan W RM =24 grain/lb
 Kelembaban udara luar W OA = 159 grain/lb
 Dari  tabel  6.9  A  (LAMPIRAN)  ,  dapat  diketahui  jumlah  pertukaran  udara dalam 24 jam untuk volume 24,15 m 3 = 853 ft 3 adalah sebesar 20/24 jam.
 Jumlah pertukaran udara per 24 jam =
= = 12 cfm Sehingga  beban  panas  udara  luar  tiap jamnya Q S = 1,08 ×cfm OA × (T OA – T RM ) × BF = 1,08 × 12 ( 83,84 – 28 ) × 0,5  = 362 BTU/jam Q L = 0,68×cfm OA × (W OA - W RM ) × BF
= 0,68 × 12 × (159 – 24 ) × 0,5 = 551 BTU/jam Jumlah beban panas udara luar = ( 362 + 551 ) BTU/jam = 913 BTU/jam
Tabel 2.3. jumlah Beban Kalor N O Beban pendingin Perolehankalor ( BTU/jam ) Panas sensibel Pana s laten 1 Produk (ikan) 4.412 9.27 9 2 Transmisi melalui dinding 480 - Jumlah 4.892 9.27 9 3 Udara ventilasi 362 551 Total heat 5.254 9.83
0 cfm menit jam jam ft 85 , 11 60 1 1 3 711    jam ft jam ft / 711 24 3 853 20  
2 PROSES ISENTROPIK Psia Qout Qin PROSES ISOBARIK 1 4 3

## 2.4.Perhitungan Kapasitas Mesin Pendingin
Total  beban  kalor  yang  harus  diatasi  mesin  pendingin  adsalah  penjumlahan dari  beban  kalor  produk,  beban  kalor  melalui  transmisi  dinding,  beban  kalor  akibat udara ventilasi dan safety factor sebesar 30% dari jumlah beban kalor :
 Jumlah beban kalor = Q SENSIBEL + Q LATEN
= ( 5.254 + 9.830 ) BTU/jam = 15.084 BTU/jam
 30% safety factor = 15.084BTU/jam × 30%  = 4.525 BTU/jam
 Total beban kalor = jumlah beban kalor + 30% safety factor (ref 1 hal26.30)
= (15.084+ 4.525 ) BTU/jam = 19.609 BTU/jam Satuan kapasitas mesin pendingin dalam 1 ton refrigerasi adalah :
 Kalor pencairan = 144 BTU/lb
 1 ton = 2000 lb
 Waktu
= 24 jam Maka, 1 ton refrigerasi = jam BTU / 000 . 12 24 2000 144  
Sehingga besarnya kalor yang harus diatasi oleh mesin pendingin adalah :
Kapasitas mnesin pendingin = TR  000 . 12 609 . 19 = 1,6 Ton Refrigerasi

## 2.5.Perhitungan Beban Ruang Pendingin
Lemaripendingin yang drencanakanadalahsebagaiberikut :
 Menggunakan Hydrocarbon ( Musicool Refrigerant )
 Kapasitasmesinpendingin1,7 Ton Refrigerasi
 Temperatur di kondensor 60 o C = 140 F
 Temperatur di evaporator 30 o C = 86 F
Diketahui :
 1 BTU / lb = 2,326 J / kg
Gambar 2.1 skema sistem pendingin ruang pembekuan              Gambar 2.2 diagram p-h MC 134
2.6 . Perhitungan Pada MC-134
Didapat dari grafik p – h  MC-134 : h1 = 617 kj/kg = 265 BTU/lb h3=h4=hf 375 kj/kg = 161 BTU/lb
h2 = 640 kj/kg = 275 BTU/lb
60 o C

## a) Efek refrigerasi
RE = h 2 –h 1 = 275 – 265 = 10 BTU/lb
b) Laju alir refrigeran dalam 1 ton mesin
m r = RE q e m r = Ton mnt 20lb . / 10 60 12000          mnt BTU c) Laju alir refrigeran dalam 1,6 ton refrigerasi ṁ = 1,6 Ton × 20 lb/mnt Ton
= 32 lb/mnt
d) Perubahan enthalpy pada proses kompresi
∆ h  = h 2 – h 1 = (275 – 265) BTU/lb
= 10 BTU/lb
e) COP ( Coefficient  Of Performance )
COP =
1 2 4 1 h h h h   COP = 4 10 , 10 161 265  
f) Total kerja di kompressor
W   = ∆h × ṁ
= 10 BTU/lb × 32 lb/mnt = 320 BTU/mnt

## 2.7.  Perhitungan Pada R-134a
Didapat dari grafik p – h  R-134 : h1 = 412,5 kj/kg = 177 BTU/lb h3=h4=hf 281 kj/kg = 121 BTU/lb h2 = 425 kj/kg = 183 BTU/lb
a) Efek refrigerasi
RE = h 2 –h 1 = 183 – 177 = 6 BTU/lb
b) Laju alir refrigeran dalam 1 ton mesin
m r = RE q e m r = mntTon 33lb / 6 60 12000          mnt BTU c) Laju alir refrigeran dalam 1,6 ton refrigerasi ṁ = 1,6 Ton × 33 lb/mnt Ton
= 53 lb/mnt
d) Perubahan enthalpy pada proses kompresi
∆ h  = h 2 – h 1 = (183 – 177) BTU/lb = 6 BTU/lb
e) COP ( Coefficient  Of Performance )
COP = 1 2 4 1 h h h h   COP = 3 , 9 6 121 177  
f) Total kerja di kompressor W   = ∆h × ṁ
= 6 BTU/lb × 53 lb/mnt = 318 BTU/lb
Tabel 2.4 Perhitungan beban pendingin
N o. Jenisbeban Hasilper hitungan Satuan 1 Bebankalorikan 0,86 BTU/lb 2 Total panasikan Panassensibel 4.412 BTU/jam Panaslaten 9.279 BTU/jam 3 Beban yang dideritadinding 480 BTU/jam 4 Bebanventilasi Panassensibel 5.254 BTU/jam Panaslaten 9.830 BTU/jam 5 Kapasitasmesinp endingin 1,6 ton refrigrasi Tabel 2.5 perbandingan beban antara MC-134 dan R-134a N o. Beban M C-134 R -134a Sat uan 1 Efekrefrigerasi 1 0 6 BT U/lb 2 Lajualirandlm 1 ton mesin 2 0 3 3 lb/ mnt Ton 3 Lajualirandlm1,6 ton refrigerasi 3 2 5 3 lb/ mnt 4 Perubahan enthalpy 1 0 6 BT U/lb 5 COP  (  Coefficient  of Performance) 1 0,4 9
,3 6 Total kerja di kompressor
3 20
3 18 BT U/lb Pemilihan Fliuda Pendingin
Dari  pehitungan  yang  telah  dilakukan  sebelumnya  kita  dapat  mengetahui hasil dari :
a. Beban kalor produk dari ikan adalah : 0,86 BTU/lb Merupakan  beban  yang  harus  diatasi  oleh  mesin  pendingin  untuk dapat mendinginkan produk tersebut.
b. Efek refrigerasi yang didapat dari hasil perhitungan adalah :
MC-134 = 10 Btu/lb R-134a = 6 Btu/lb Sudah  jelas  bahwa  nilai  yang  didapat  dari refrigeran jenis hidrokarbon  mempunyai  efek  refrigerasi  yang  lebih  tinggi  dari  pada refrigeran jenis halokarbon. Sehingga pendinginan akan lebih cepat.
c. Laju aliran dalam 1 Ton mesin
MC-134 = 20 lb/mnt Ton R-134a = 33 lb/mnt Ton Pada  laju  aliran,  hidrokaron  sangat  unggul  karena  bahannya  yang ringan  sehinga  mudah  mengalir  dan  berotasi  dalam  suatu  ruang  mesin pendingin.
d. Laju aliran dalam 1,6 Ton Refrigerasi
MC-134 = 32 lb/mnt R-134a = 53 lb/mnt Pada  laju  aliran  hidrokaron  sangat  unggul,  karena  fluida  yang digunakan lebih sedikit dari freon. e. COP ( Coeffitient of Performance ) MC-134 = 10,4 R-134a = 9,3 Semakin besar nilai COP, semakin baik pula kinerja dari suatu mesin pendingin. Karena merupakan ukuran dari kinerja suatu mesin pendingin.
f. Total kerja di kompressor MC-134 = 320 BTU/lb R-134a = 318 BTU/lb Untuk  keseluruhan  kerja  kompressor  menjadi  lebih  berat,  namun karna hanya selisih kecil dapat diabaikan.

## PERHITUNGAN FLUIDA KERJA
1. PerhitunganBebanKalorProduk
2. Perhitungan Beban ventilasi 3. Perhitungan Beban trans misi dinding 4. Perhitungan efek refrigerasi 5. Perhitungan laju aliran dalam 1 ton 6. Perhitungan laju aliran dalam 1,6 ton 7. Perubahan enthalpi 8. Perhitungan COP
9. Total kerja di kompressotr

## 3.SKEMA NUMERIK
4.1 KESIMPULAN
 FluidaHidrokarbonlebihbaikdibandingkanfluidaHalokarbon.
 Fluida  Hidrokarbon  lebih  ramah  lingkungan  karena  dapat  terurai  dengan lapisan ozon.
 Kerja kompressor lebih ringan, sehingga kompressor lebih awet.
 Kerapatan
( density ) hidrokarbon yang lebihkecildarikerapatanrefrigeransintetik. Hal
inimengakibatkanjumlahpemakaianhidrokarbonlebihsedikit, sekitar 30%
dariberatpenggunaanrefrigeransintetikuntuk volume yang sama.
 Viskositas yang lebihkecildarirefrigeransintetik. Hal inimengakibatkankecilnyarugi-rugitekanansepanjangsistemrefrigerasi yang meringankanbebankompresordanmengawetkansistemrefrigerasi.
 Pemakaianhidrokarbonlebihefisiendibandingkandenganrefrigeransintetik, yang  dalam  hal  iniditunjukanoleh  COP  ( Coefficient  of  Performance )  yang lebihbesar
PENGUMPULAN DATA 1. Data Produk 2. LetakGeografis 3. KondisiUdaraLuar 4. Data-data klimatologi PERBANDINGAN ANTARA MC-134 DAN R- 134a 5. Efek Refrigerasi 6. Laju aliran Refrigeran 7. Kinerja Kompressor 8. Coefficient of Performance (COP)
KESIMPULAN
Selesai
Mulai
 Kalorlatendanefekrefrigerasi yang lebihbesardarirefrigeransintetik. Karakteristikinimengakibatkankapasitaspendinginandan cooling  rate yang lebihbesardarikapasitaspendinginandan cooling rate denganrefrigeransintetik.
 Dapat menjaga kesegaran ikan lebih lama.
 Fluida yang dipilih adalah MC-134.

## 4.2 SARAN
 Segeralah  beralih  untuk  menggunakan  Hidrokarbon,  karena  lebih  ramah lingkungan.
 Gunakan  hidrokarbon  pada  setiap  sistem  pendingin  ruangan.  Karena  lebih cepat dalam mendinginkan suatu ruangan.
 Adanya  sosialisasi  baik  dari  pemerintah  dan  Pertamina  selaku  produsen Musicool  untuk  menyarankan  penggantian  refrigeran  yang  lebih  ramah lingkungan kepada seluruh masyarakat.

## REFERENSI
1. ASHRAE. Fundamental . Edisisatu, 1985
2. Carrier. Handbook Of Air  Conditioning System Design . New  york; McGraw Hill Book Company
3. Kreith. Frank, Heat Transfer, edisiketiga; Jakarta, Erlangga 1997
4. Ourindonesia.com
5. Engineeringtoolbox.com