Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 16 No. 2 (2023) 175 - 181      ISSN Media Elektronik: 2655-5670

## Pengembangan Sistem Pendingin Cold Box Penyimpanan Ikan Dengan
Pemanfaatan Pcm
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5
123 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas teknik, Universitas Pamulang
46 Teknologi Deteksi Radiasi dan Analisis Nuklir, Badan Riset dan Inovesi Nasional (BRIN)
5 Program Studi Teknik Manufaktur, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang
7 Pusat Teknologi Dan Keselamatan Reaktor Nuklir, Badan Riset dan Inovesi Nasional (BRIN)
1 dosen01923@unpam.ac.id 4 muha184@brin.go.id

## Abstract
One of the technologies in the refrigeration system to improve power and cost efficiency is to utilize technology to overcome this problem is to use phase change materials (PCM) to replace standard refrigerants. The purpose of this study is an attempt to reduce the  operational  cost of  fish  storage  with  a  cold  box  cooling  system  for  fish  storage  by  utilizing PCM.  The  method used  in  this research  is  the  experimental  method.  From  the  results  of  the  study  obtained data  using  a  variation  of  2  PCM  compressor  takes 219.7  minutes  when  mode  ON  for  7  hours  of  testing,  variation  4  PCM  compressor  takes  202.7  minutes  when  mode  ON  for  7 hours of testing, variation 6 PCM takes 177.4 minutes when mode ON for 7 hours of testing. With this variation 6 PCMs are more optimal in helping to reduce compressor working time. The more the number of PCMs placed in the cold box can help reduce the compressor on/off cycle and the electrical energy required by the compressor is more efficient, the most efficient variation is the 6 PCM variation with a power efficiency of 15.31%. With the use of PCM can save operational costs up to 59.54% compared to using ice blocks. The design of cold boxes using PCM will benefit after 3 months of use compared to using block ice.
Keywords: phase change material, cold box, salt, glycerol, aquades

## Abstrak
Salah satu teknologi pada sistem pendingin untuk meningkatkan efisiensi daya dan biaya adalah memanfaatkan teknologi untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan bahan pengubah fasa (PCM) untuk menggantikan pendingin standar.  Tujuan dari  penelitian  ini  adalah  usaha  menekan  biaya  operasional  penyimpanan  ikan  dengan  sistem  pendingin cold  box penyimpanan ikan dengan pemanfaatan PCM. Metoda yang digunakan pada penelitian ini adalah metoda eksperimental. Dari hasil penelitian didapatkan data dengan menggunakan variasi 2 PCM kompresor membutuhkan waktu 219.7 menit saat mode ON selama 7 jam pengujian,  variasi  4  PCM  kompresor  membutuhkan  waktu  202.7  menit  saat  mode  ON  selama  7  jam  pengujian,  variasi  6  PCM membutuhkan  waktu  177.4  menit  saat  mode  ON  selama  7  jam  pengujian.  Dengan  ini  variasi  6  PCM  lebih  optimal  membantu penurunan waktu kerja kompresor. Semakin banyak jumlah PCM yang diletakan pada cold box dapat membantu penurunan siklus on/off kompresor dan energi listrik yang dibutuhkan kompresor semakin efisien, variasi yang paling efisien yaitu variasi 6 PCM dengan  efisiensi  daya  sebesar  15,31%.  Dengan  pemakaian  PCM  dapat  menghemat  biaya  operasional  hingga  59,54% dibandingkan  dengan  menggunakan  es  balok.  Perancangan cold  box menggunakan  PCM  akan  terasa  manfaatnya  setelah pemakaian selama 3 bulan penggunaannya dibandingkan menggunakan es balok.
Kata kunci: phase change material, cold box, salt, gliserol, aquades
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 175 - 181

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  industri  kelautan  dan  perikanan  Indonesia sangat  besar  karena  Indonesia  merupakan  negara  maritim dan  kepulauan  yang  dua  pertiga  wilayahnya  merupakan perairan. Hal yang perlu diperhatikan setelah penangkapan ikan  pada  umumnya  adalah  menjaga  kesegaran  ikan sampai  ke  tangan  konsumen.  Apabila  kesegaran  ikan tinggi  menunjukan  kualitas  ikan  sangat  baik  atau  kondisi ikan  mirip  dengan  ikan  yang  baru  ditangkap  dilihat  dari parameter  kemampuan  fisik,  bau,  rasa  dan  tekstur. Apabila kesegaran ikan rendah maka kualitasnya menurun yang  ditandai  dengan  perubahan  fisik  atau  pembusukan ikan.  Salah  satu  faktor  yang  mempercepat  pembusukan ikan  adalah  suhu  dan  kadar  air  yang  tinggi  [1].  Menjaga kualitas ikan dilakukan dengan mengawetkan ikan dengan cara didinginkan dan dibekukan dalam kotak peyimpanan. Fungsi  kotak  penyimpanan  adalah  untuk  menjaga kesegaran  hasil  tangkapan  sehingga  hasil  ikan  tidak kehilangan nilai ekonomisnya [2].
Perahu yang digunakan nelayan tradisional tidak memiliki pendingin  atau freezer. Biasanya,  balok-balok  es  yang dipecah  kecil-kecil  digunakan  untuk  mendinginkan  ikan hingga  mencapai  daratan.  Alasan  penggunaan  es  balok adalah  karena  harganya  yang  lebih  murah  [3].  Salah  satu cara memanfaatkan teknologi untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan bahan pengubah fasa (PCM) untuk  menggantikan  pendingin  standar  [4].  Bahan pengubah  fasa  (PCM)  adalah  jenis  bahan  penyimpanan energi  berdasarkan  fusi  atau  pemadatan  panas  laten. Ketika suatu zat bertransisi dari padat ke cair, daric air ke gas, atau dari padat ke padat [5][6][7]
Penelitian  yang  dilakukan  Jefri  Ramadhan  (2022)  bertujuan untuk  membuat  kerangka  lain  yang  berfungsi  pada  chiller atau cool  box yang  dapat  memberikan  efektivitas  energi dengan  menggunakan  alat  yang  menggunakan  PCM  ( stage change  material ),  bahan  yang  digunakan  adalah  air-garam, propilen  glikol  dan  metanol  yang  merupakan  bahan  yang baik untuk membuang panas. varietas yang digunakan adalah 70% Aquades, 12,10,8 wt.% garam dan 22,20,18 wt.% dalam Propylene  Glycol  dan  Metanol  dengan  varietas  tersebut memberikan  hasil  yang  baik  dalam  efisiensi  energi  pada pemanfaatan cold  stockpiling atau cold  box, dengan  variasi tersebut  cenderung  terlihat  bahwa  PCM  dengan  presentasi terbaik  adalah  PCM  dengan  campuran  Propilen  Plikol dengan  variasi  campuran  70%  Aquades,  10%NaCl,  20% Propilen  Glikol  dengan  efisiensi  energi  mencapai  11,11% selama  pengoperasian  dalam  waktu  90  menit  oleh Mochammad  soleh.2018  tentang  Analisa  Kinerja  Dan Karakteristik Eutectic Water-Salt [8].
Penelitian  lainnya  oleh  I  Nyoman  Suamir,  I  made  Rasta, dianalisa Chest freezer sebagai sistem pendingin. Agar dapat memenuhi  sebagian  besar  kebutuhan  beban  pendinginan yang  ekstrim, Chest  freezer umumnya  dirancang  dengan kapasitas yang lebih besar daripada beban pendinginan yang diperlukan.  Oleh  karena  itu,  sistem Chest  freezer menjadi kurang  efektif  dan  kurang  dapat  diandalkan  karena  terus menyala dan
mati  selama  beraktivitas.  Dengan  cara  ini,  penting  untuk mengembangkan sistem Chest freezer yang dapat
mengurangi  siklus  nyala-mati blower dan  menghemat  uang dalam  penggunaan  energi  fosil.  Eksplorasi  ini  mengkaji inovasi  pendingin chest  cooler dengan  siklus blower kecil dan  kemungkinan  dapat  digabungkan  dengan  sumber  daya berkelanjutan.  Metodologi  inovatif  yang  diterapkan  adalah inovasi Chest  freezer berdasarkan  bahan  pengubah  tahapan minyak  nabati  (bio-PCM).  Hasil  pengujian  menunjukkan bahwa  penggunaan  bio-PCM  dapat  mengurangi  siklus blower dan  dapat  menjaga  suhu  barang  di  bawah  -15°C. Pemanfaatan  energi  dari  inovasi  pendingin  yang  diusulkan setara  dengan  pendingin  tanpa  bio-PCM.  Namun,  bio-PCM dapat  menyebabkan  pendingin  dada  mungkin  dapat  bekerja sama dengan sumber energi berbasis sinar matahari [9].
Penelitian  oleh  Bintang  Fikri,  dilakukan  untuk  mengetahui kapasitas  pendinginan ice  gel yang  ada  dipasaran.  Penelitian dilakukan dengan menggunakan ice box, ice gel, thermocouple, dan  ikan  sebagai  bebannya.  Eksperimen dilakukan  dengan  menyusun ice  gel dan  ikan  secara bertumpuk  di  dalam ice  box. Pengukuran  temperatur dilakukan  selama  delapan  jam.  Selain  temperatur ice  box, temperatur  internal  ikan  juga  diukur  di  awal  dan  akhir pengukuran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan ice  gel dapat  menurunkan  dan  mempertahankan  temperatur penyimpanan  ikan  pada  temperatur  5-6  °C  dan  rata-rata temperatur internal ikan pada 4,23 °C [10].

## 2. Metode Penelitian
Metode  penelitian  ini  dimulai  dengan  menyiapkan  alat  dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan cold box dan PCM. Selanjutnya  merakit  kerangka  kotak  pendingin  agar  dapat berfungsi sebagai sistem perangkat pendingin yang memnghasilkan  kondisi  suhu  yang  sesuai  desain  awal pembuatan cold  box dan  pembuatan  kotak  untuk  wadah tempat PCM dimasukan.
2.1 Rancangan Skema Penelitian
Mulai Studi Literatur Pengujian Kesimpulan dan Saran Membuat Sistem Pendingin Porteble Persiapan Alat dan Bahan PCM Mengetahui efisiensi energi listrik pada pemakaian cold box
terhadap variasi jumlah PCM yang digunakan. Mengetahui pengaruh waktu pemakaian cold box terhadap variasi julah PCM yang digunakan.
Mengetahui keuntungan penggunaan PCM pada cold box dibandingkan dengan menggunakan es balok Selesai Berhasil Analisa dan Pembahasan Ya Tidak Set up Thermokopel

## Gambar 1. Rancangan Skema Penelitian
Rancangan  skema  penelitian  dapat  dilihat  pada  Gambar  1, pada  rancangan  dimana  tahap  pertama  yang  dilakukan  yaitu
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 175 - 181
dengan  melakukan  studi  literatur,  selanjutnya  melakukan persiapan  alat  dan  bahan,  dilanjutkan  dengan  pembuatan kerangka  untuk  pembuatan cold  box, setelah  selesai  dibuat maka akan dilakukan pengujian pada PCM sesuai dengan apa yang  mau  diuji,  setelah  pengujian  selesai  maka  kita  dapat mengetahui hasil dari pengujian tersebut.
2.2 Perancangan Alat
Dalam  perancangan cold  box ini,  terlebih  dahulu  melakukan penyesuaian  alat  dan  bahan  yang  akan  dibuat  dengan memerhatikan  spesifikasi  teknis  yang  dibutuhkan  dalam penelitian  ini,  dan  selanjutnya  membuat  gambar  desain cold box.

## 1. Perancangan Rangka Cold Box
Rangka cold  box digunakan  agar  dapat  berfungsi  sebagai sistem  perangkat  pendingin  yang  menghasilkan  kondisi  suhu yang  sesuai  sebagai  langkah  pertama  sebelum  memulai pengujian  kinerja  PCM.  Rangka cold  box dapat  dilihat  pada Gambar 2.

## Gambar 2. Perancangan Rangka Cold Box

## 2. Perancangan Wadah PCM
Wadah PCM dibuat menggunakan alumunium dengan ukuran panjang  20  cm,  lebar  2  cm,  dan  tinggi  18  cm,  yang  akan digunakan  sebagai  tempat  cairan  campuran  PCM.  Wadah PCM dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Desain Wadah PCM

## 3. Perhitungan Massa Campuran PCM
Dapat  diketahui  massa salt (2,16  gr/cm 3 ),  massa aquades (1,01  gr/cm 3 )  dan  massa  gliserol  (1,26  gr/cm 3 ),  dengan perbandingan (aquades 70%, gliserol 22%, dan salt 8%).
ρ = m v
Diketahui:
ρ ∶ Massa Jenis ( gr cm 3 )
m ∶ Massa (gr)
V ∶ Volume (cm 3 ) m total = 8% p salt . v + 22% p gliserol . v + 70% p aquades . v m total = 8% 2,16gr/cm 3 . 720cm 3 +22% 1,26 gr/cm 3 . 720cm 3 +70% 1.01gr/cm 3 . 720cm 3
m total = 8% 1555,2gr + 22% 907,2gr
+ 70% 727,2gr m total = 124,416gr + 199,584gr + 509,04gr
m total = 833,04 gr

## 4. Perhitungan Efisiensi Energi Penggunaan Listrik
Untuk  perhitungan  efisiensi  daya  penggunaan  listrik pada kompresor dapat dihitung dengan rumus berikut:
η = W tanpa PCM − W PCM W tanpa PCM
x 100%

## 5. Perhitungan Rumus Kompresor
Kompresor  adalah  salah  satu  komponen  utama  pada cold box, maka dari itu daya kompresor dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: 𝑝 = 𝑣 × 𝐼

## Dimana
p ∶ Daya kompresor  watt
v ∶ Tegangan  volt
I ∶ Kuat arus listrik (ampere) p = 220 volt  × 1,4 ampere p = 308 watt
Rumus energi listrik yang dibutuhkan:

## 𝑊 = 𝑝 × 𝑡

## Dimana:
W ∶ energi listrik yang dibutuhkan (joule)
p ∶ Daya kompresor (watt)
t ∶ Waktu (jam)
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 175 - 181

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pada penelitian ini menghasilkan beberapa data dan analisa.
3.1 Data Hasil Pengujian Variasi PCM
Analisa PCM akan dibandingkan dengan tanpa menggunakan PCM dan menggunakan variasi jumlah 2 PCM, 4 PCM, dan 6  PCM  untuk  mempelajari  seberapa  baik  kinerja  setiap variasi PCM dan seberapa besar efisiensi yang dapat dicapai. Hasil  uji  kerja  ditampilkan  dalam  bentuk  kurva  dan  tabel yang  menunjukkan  kinerja  setiap  variasi  PCM  berdasarkan pengukuran  yang  dilakukan  dengan  kompresor  dihidupkan dan  dimatikan.  Tujuan  dari  pengujian  ini  adalah  untuk mengetahui  dampak  dan  efisiensi  energi  yang  dihasilkan variasi  PCM.  Hasil  kerja  ditampilkan  dalam  hitungan  menit pada  Tabel  1,  beserta  durasi  mode  on/off  kompresor  yang berkorelasi dengan biaya pengoperasian.

## 1. NON PCM
Tabel 1. Siklus ON/OFF NON PCM ON/OFF Kompresor Waktu (Menit) Kompresor ON 21,58 Kompresor OFF 19,5 Kompresor ON 16,56 Kompresor OFF 19,56 Kompresor ON 16,56 Kompresor OFF 20,13 Kompresor ON 19,53 Kompresor OFF 20,95 Kompresor ON 19,53 Kompresor OFF 20,95 Kompresor ON 19,61 Kompresor OFF 21,7 Kompresor ON 20,06 Kompresor OFF 21,43 Kompresor ON 18,46 Kompresor OFF 21,03 Kompresor ON 17,9 Kompresor OFF 21,1 Kompresor ON 18 Kompresor OFF 21,03 Kompresor ON 23,2 Kompresor OFF 19,96
Dari Tabel 1 dapat dilihat siklus on/off pada NON PCM relatif sangat stabil dengan jumlah 11 kali selama 7 jam pengambilan data  dengan  total  kompresor ON selama  209.5  menit  dan kompresor OFF selama 210.5 menit.

## Gambar 4. Grafik NON PCM
Uji  kinerja  NON  PCM  dapat  dilihat  pada  Gambar  4.  Suhu percobaan  terendah  adalah  -10°C,  dan  suhu  tertinggi  adalah 0°C.  Setelah  waktunya  mencapai  sekitar  25200  detik, percobaan  ini  dilakukan.  Terbukti  dari  hasil  kinerja  di  atas yang NON PCM. membutuhkan waktu 21.58 menit pada saat kompresor  menyala  untuk  dapat  mencapai  suhu  -10°C  dari suhu  awal cold  box 28.62°C,  sementara  saat  kompresor  mati memerlukan  waktu  19.5  menit  sampai  mencapai  suhu  0°C pada siklus pertama on/off .

## 2. Variasi 2 PCM
Tabel 2. Siklus ON/OFF Variasi 2 PCM ON/OFF Kompresor Waktu (Menit) Kompresor ON 30,78 Kompresor OFF 33,96 Kompresor ON 25,18 Kompresor OFF 30,56 Kompresor ON 29,8 Kompresor OFF 28,93 Kompresor ON 29,46 Kompresor OFF 28,26 Kompresor ON 28,73 Kompresor OFF 27,56 Kompresor ON 25,46 Kompresor OFF 25,1 Kompresor ON 25,1 Kompresor OFF 24,7 Kompresor ON 25,13 Kompresor OFF 1,23
Dari  Tabel  2  dapat  dilihat  siklus on/off pada  variasi  2  PCM relatif  sangat  stabil  dengan  jumlah  8  kali  selama  7  jam pengambilan  data  dengan  total  kompresor ON selama  219.7 menit dan kompresor OFF selama 200.03 menit.
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5

## Gambar 5. Grafik Variasi 2 PCM
Uji performa  kedua variasi 2 PCM ditunjukkan pada  Gambar 5.  Pada  percobaan  ini  suhu  terendah  yang  dicapai  adalah  - 10°C  dan  suhu  tertinggi  0°C.  Setelah  waktu  kurang  lebih 25200 detik, PCM didinginkan terlebih dahulu selama 15 jam dalam  lemari  es freezer standar  sebelum  percobaan  ini dilakukan.  Terbukti  dari  hasil  performa  di  atas  yang merupakan  variasi  dari  2  PCM  membutuhkan  waktu  30.78 menit  pada  saat  kompresor  menyala  untuk  dapat  mencapai suhu -10°C dari suhu awal cold box 28.62°C, sementara pada saat  kompresor  mati  memerlukan  waktu  33.96  menit  sampai mencapai suhu 0°C. Dibandingkan dengan tanpa menggunakan PCM, variasi 2 PCM ini mengalami penurunan suhu  yang  begitu  lama  dan  kenaikan  suhu  yang  relatif  sama dikarenakan  variasi  2  PCM  ini  malah  menjadi  beban  bagi kompresor,  dikarenakan  konduktivitas  termal  yang  di keluarkan  oleh  variasi  2  PCM  lebih  cepat  menyebar  yang disebabkan  oleh  ukuran  dari cold  box yang  lebih  besar  di bandingkan  dengan  volume  atau  jumlah  PCM  yang  di gunakan  maka  kerja  kompresor  menjadi  lebih  berat dibandingkan  dengan  tidak  menggunakan  PCM  walau  pun dengan  penambahan  PCM  dapat  mengurangi  siklus on/off kompresor.

## 3. Variasi 4 PCM
Tabel 3. Siklus ON/OFF Variasi 4 PCM ON/OFF Kompresor Waktu (Menit) Kompresor ON 27,78 Kompresor OFF 51,76 Kompresor ON 29,33 Kompresor OFF 35,26 Kompresor ON 32,8 Kompresor OFF 34,03 Kompresor ON 31,36 Kompresor OFF 33,53 Kompresor ON 29,33 Kompresor OFF 31,53 Kompresor ON 29,33 Kompresor OFF 31,3 Kompresor ON 22,95
Dari  Tabel  3  dapat  dilihat  siklus on/off pada  variasi  4  PCM ada  perlambatan  di  awal  siklus  dan  relatif  sama  di  siklus berikutnya dengan mengalami siklus sebanyak 6 kali selama 7
jam  pengambilan  data  dengan  total  kompresor ON selama 202.7 menit dan kompresor OFF selama 217.3 menit.

## Gambar 6. Grafik Variasi 4 PCM
Uji kinerja ketiga variasi 4 PCM ditunjukkan pada Gambar 6. Pada  percobaan  ini  suhu  terendah  yang  dicapai  adalah  -10°C dan  suhu  tertinggi  0°C.  Setelah  PCM  didinginkan  selama  15 jam,  dan  setelah  mencapai  waktu  kurang  lebih  25200  detik, percobaan  ini  dilakukan.  Terdapat    variasi    4  PCM,  terlihat dari hasil performa di  atas  membutuhkan waktu 27,78 menit dengan kompresor menyala untuk dapat mencapai suhu -10°C dari  suhu  awal cold  box 28,62°C,  sementara  saat  kompresor mati  memerlukan  waktu  51,76  menit  sampai  mencapai  suhu 0°C.  Dibandingkan  dengan  variasi  2  PCM,  variasi  4  PCM mengalami  penurunan  suhu  awal  lebih  cepat  dari  variasi  2 PCM,  dikarenakan  variasi  4  PCM  lebih  lambat  dalam mengeluarkan konduktivitas termalnya disebabkan banyaknya voleme atau jumlah PCM yang digunakan dengan ukuran cold box yang  sama,  sehingga  variasi  4  PCM  lebih  optimal  dalam melepas  konduktivitas  termalnya,  dibuktikan  juga  dengan pada  saat  kompresor  mati  variasi  4  PCM  dapat  menjaga temperatur  dengan  sangat  baik  sehingga  cukup  lama  bagi kompresor  untuk  kembali  menyala.  Dengan  penambahan voleme atau jumlah PCM juga dapat mengurangi siklus on/off kompresor.

## 4. Variasi 6 PCM
Tabel 4. Siklus ON/OFF Variasi 6 PCM ON/OFF Kompresor Waktu (Menit) Kompresor ON 18,41 Kompresor OFF 91,33 Kompresor ON 69,86 Kompresor OFF 75,9 Kompresor ON 70,76 Kompresor OFF 75,36 Kompresor ON 18,35
Dari  Tabel  4  dapat  dilihat  siklus  on/off  pada  variasi  6  PCM ada  perlambatan  di  awal  siklus  dan  relatif  sama  di  siklus berikutnya dengan mengalami siklus sebanyak 3 kali selama 7 jam  pengambilan  data  dengan  total  kompresor ON selama 177.4 menit dan kompresor OFF selama 242.6 menit.
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5

## Gambar 7. Grafik Variasi 6 PCM
Uji kinerja keempat variasi 6 PCM ditunjukkan pada  Gambar 7.  Pada  percobaan  ini  suhu  terendah  yang  dicapai  adalah  - 10°C  dan  suhu  tertinggi  0°C.  Setelah  PCM  didinginkan selama  15  jam,  dan  setelah  mencapai  waktu  kurang  lebih 25200  detik,  percobaan  ini  dilakukan.  Terbukti  dari  hasil performa di atas terdapat  variasi 6 PCM membutuhkan waktu 18,41 menit untuk dapat mencapai suhu -10°C dari suhu awal cold box 28.62°C sementara saat kompresor mati memerlukan waktu 91,33 menit sampai mencapai suhu 0°C. Dibandingkan dengan NON PCM,  variasi  2  PCM,  dan  variasi  4  PCM,  pada variasi 6 PCM lebih cepat menurunkan suhu awal cold box di karenakan  variasi  6  PCM  mampu  memperlambat  dalam mengeluarkan konduktivitas termalnya di karenakan banyaknya volume atau jumlah PCM yang digunakan dengan ukuran cold  box yang  sama,  sehingga  variasi  6  PCM  lebih optimal  dalam  mempertahankan  suhu  di  dalam cold  box dibuktikan  juga  pada  saat  kompresor  mati  variasi  6  PCM mampu  menjaga  temperatur  dengan  sangat  lama.  Dengan menggunakan  variasi  6  PCM  mampu  menurunkan  siklus on/off yang berkerja pada kompresor.
3.2 Kebutuhan Energi Listrik Pada Cold Box

## Tabel 5. Waktu Kinerja PCM
Variasi PCM Waktu ON (menit) Waktu OFF (menit) Total Persentase ON Presentase OFF NON PCM 209,5 210,5 420 49.88% 50.12% Variasi 2 PCM 219,7 200,3 420 52.31% 47.69% Variasi 4 PCM 202,7 217,3 420 48.26% 51.74% Variasi 6 PCM 177,4 242,6 420 42.24% 57.76%
Dari Tabel 5 dapat kita hitung besarnya energi listrik  yang di perlukan saat pengoperasian dalam waktu 7 jam pada masing- masing variasi PCM. Semakin lama waktu on pada kompresor semakin banyak energi listrik yang dibutuhkan.

## Gambar 8. Grafik Energi Listrik Variasi PCM
Dari  Gambar  8  dapat  diketahui  bahwa  energi  listrik  yang paling baik yaitu variasi 6 PCM. Dengan menggunakan variasi 6  PCM  mampu  menurunkan  kebutuhan  energi  listrik  yang digunakan  selama  7  jam  pengujian  masing  masing  variasi PCM, sehingga dapat menghemat biaya listrik yang digunakan selama  pengujian  atau  pengoprasiannya.  Setelah  didapatkan energi  listrik  yang  diperlukan  pada  masing-masing  variasi jumlah PCM maka dapat diketahui efisiensi energi listrik pada cold box pada masing-masing variasi jumlam PCM.

## Gambar 9. Grafik Efisiensi Energi Listrik Variasi PCM
Pada Gambar 9 menunjukkan bahwa energi listrik merupakan jenis  energi  yang  paling  efisien  pada  variasi  jumlah  PCM dibandingkan dengan tanpa PCM yaitu variasi 6 PCM dengan efisiensi  daya  sebesar  15,31%.  Sedangkan  variasi  jumlah PCM  yang  kurang  efisien  yaitu  variasi  2  PCM  dengan efisiensi -4,88%.
3.3 Analisa Ekonomi
Biaya  listrik  yang  diperlukan cold  box pada  saat  beroperasi dapat  kita  tentukan  dengan  mengetahui  kebutuhan  energi listrik  pada  setiap  variasi  PCM  selama  7  jam,  dengan perkiraan  harga/kWh  golongan  R-1/TR  900  VA  adalah  Rp 1.352 /kWh.
Silviana Simbolon 1 , Sigit Bagus Hakim 2 , Marwan 3 , Sukendar 4 , Yuliarman 5 , Kusdi prijono 6 , Muhammad Yunus 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 16 No. 2 (2023) 175 - 181

## Gambar 10. Grafik Biaya Listrik 7 Jam Pengujian
Dari  perhitungan  biaya  variasi  PCM  di  atas  dapat  diketahui bahwa  variasi  6  PCM  yang  paling  murah  biaya  penggunaan listriknya  selama  7  jam  pengoprasiannya  dengan  hanya memerlukan  biaya  sebesar  Rp  1.230,  sementara  itu penggunaan  variasi  2  PCM  biaya  listrik  yang  dibutuhkan selama  pengoprasiannya  memerlukan  biaya  sebesar  Rp  1.524 lebih mahal dibandingkan dengan variasi 6 PCM.
3.4 Perbandingan Penggunaan PCM dengan Es Balok
Tabel 6. Biaya Penggunaan Es Balok Selama 1 Bulan Nama Jumlah Harga Es Balok 1 pcs Rp 18.500 1 pcs x 30 (hari) Rp 555.000 Table 7. Biaya Pembuatan 6 PCM Nama Jumlah Harga Aquadest 5 Liter Rp 12.500 Gliserol 2 Kg Rp 113.000 Garam Dapur 3 pcs Rp 9.000 Alumunium 1x1 m Rp 60.000 Sealant 2 pcs Rp 30.000 TOTAL Rp 224.500 Table 8. Perbandingan Biaya ES Balok dan PCM Nama Jumlah Harga Aquadest 1 pcs x 30 hari Rp 555.000 Gliserol 6 pcs Rp 224.500 Penghematan Rp 330.500 (59.54%)
Dari  Tabel  6,  7,  8  dapat  diketahui  penggunaan  PCM dapatmenghemat  biaya  operasional  hingga  59,54  % dibandingkan  dengan  menggunakan  es  balok  (metode pendinginan  tradisional)  yang  akan  berdampak  pada kenaikan produktivitas penyimpanan ikan.

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  analisa  data  dengan  mengacu  pada rumusan masalah, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Dengan  menggunakan  variasi  2  PCM  kompresor membutuhkan waktu 219.7 menit saat mode ON selama 7 jam pengujian, variasi 4 PCM kompresor
membutuhkan waktu 202.7 menit saat mode ON selama 7  jam  pengujian,  variasi  6  PCM  membutuhkan  waktu
177,4  menit  saat  mode  ON  selama  7  jam  pengujian. Dengan  ini  variasi  6  PCM  lebih  optimal  membantu penurunan waktu kerja kompresor.
2. Semakin banyak jumlah PCM yang diletakan pada cold box dapat membantu penurunan siklus on/off kompresor dan  energi  listrik  yang  dibutuhkan  kompresor  semakin efisien,  variasi  yang  paling  efisien  yaitu  variasi  6  PCM dengan efisiensi daya sebesar 15,31%.
3. Dengan  pemakaian  PCM  dapat  menghemat  biaya operasional  hingga  59,54%  dibandingkan  dengan menggunakan  es  balok.  Perancangan  cold  box menggunakan  PCM  akan  terasa  manfaatnya  setelah pemakaian selama 3 bulan penggunaannya dibandingkan menggunakan es balok.

## Daftar Rujukan
[1] K.  A.  Abbas,  A.  M.  Saleh,  A.  Mohamed,  and  O.  Lasekan, 2009.  The  relationship  between  water  activity  and  fish spoilage  during  cold  storage:  A  review, J.  Food,  Agric. Environ. , vol. 7, no. 3–4, pp. 86–90.
[2] A.  Winarta,  M.  Amin,  and  N.  Putra,  “Aplikasi  PCM  Bees Wax  sebagai  teknologi  penyimpan  energi  (thermal  energy storage) pada pemanas air domestik,” pp. 205–212.
[3] Y.  A.  R.  Prasetyo,  2017,  Sistem  Pendingin  Hybrid Thermoelectric  Cooler  dan  Phase  Change  Material  (PCM) pada  Cool  Box,  p.  107,  2017,  [Online].  Available: http://repository.its.ac.id/44951/.
[4] M.  Amin  and  N.  Putra,  2016.  Karakterisasi  Phase  Change Material  (PCM)  Lokal  Indonesia, Semin.  Nas.  Tah.  Tek. Mesin  XV  2016 ,  no.  15,  pp.  539–545,  [Online].  Available: http://prosiding.bkstm.org/prosiding/seminar/2016.
[5] Patel  and  R.  Goyena,  2019.  Penggunaan  NACl  X  H 2 O Sebagai  Media  Pendingin  Udang  Vannamei  ( Litopenaeus Vannamei )  Dalam  Cool  Box,” J.  Chem.  Inf.  Model. ,  vol.  15, no. 2, pp. 9–25.
[6] Sumiati,  Ruzita,  2013,  Pengaruh  Penggunaan  Parafin    Dan Gemuk  Pada  Plafon  Mobil    Dalam  Mengelola  Temperatur Kabin mobil Saat Parkir. Poli Rekayasa Volume 8, Nomor 2.
[7]        Sharma    A,    V.V.    Tyagi,    C.R.    Chen    D.    Buddhi,  2009. Review  on  thermal    energy    storage    with    phase    change materials    and    applications, Renewable  and  Sustainable Energy Reviews, 13, 318–345
[8] S. Simbolon, S. Rizal, A. S. Siregar, 2023.  J. Ramadhan, D. I.  Zurodin,  and  M.  Yunus,  Aplikasi  PCM  (Water-Salt  dan Etano)  Pada  Sistem  Pendingin  (Cool  Box),  Pist.  J.  Tech. Eng., vol. 6, no. 2, p. 21, doi: 10.32493/pjte.v6i2.25015.
[9] I.  N.  Suamir  and  I.  M.  Rasta,  2019.  Studi  Eksperimental Kinerja  Temperatur  dan  Energi  Integrasi  Bio-PCM  Pada Chest Freezer, vol. 9, no. 1.
[10]  B.  Fikri,  W.  Wasum,  and  D.  Dharma,  2022.  Studi Eksperimen  Penggunaan  Phase  Change  Material,  vol.  5587, pp. 119–123.