Jurnal Dinamis, Volume.6, No.1 Maret 2018
ISSN  0216-7492

## PENGUJIAN LEMARI PENDINGIN YANG BERFUNGSI UNTUK MENDINGINKAN SAYUR- SAYURAN DAN BUAH- BUAHAN
Christianto 1 , Tulus B Sitorus 2 , M. Sabri 3 , A. Husein Siregar 4 , Farida Ariani 5 1,2,3,4,5 Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan-Indonesia E-mail : ichris_hsu1991@hotmail.com

## ABSTRAK
Lemari pendingin digunakan untuk mendinginkan makanan dan minuman. Dalam penelitian ini, akan  didinginkan  sayur  dan  buah  dan  diuji  ketahanan  kesegaran  sayur  dan  buah.  Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  besar  beban  pendingin  maksimal  yang  diterima lemari pendingin. Pada pendingin ini tidak menggunakan refrigeran sebagai media pendingin. Sebagai penggantinya,  digunakan  air  sebagai  media  untuk  menyerap  panas  dari  buah  dan  sayur  yang kemudian  dibuang  dengan  cara  penguapan  atau  evaporasi.  Penyemprotan  air  dilakukan  secara rutin  sebanyak  3  kali  sehari  dan  air  yang  disemprotkan  memiliki  suhu  sekitar  25°C.  Lemari pendingin  ini  diuji  di  luar  ruangan  dan  dalam  ruangan.  dan  pengecekan  kesegaran  buah dilakukan setiap pagi hari. Besar beban pendingin terbesar diperoleh pada siang hari dan ketika lemari pendingin diuji di dalam ruangan yaitu sebesar 206.280,256 sampai 210.000 watt.

## Kata kunci: lemari pendingin, air, beban pendingin

## 1. PENDAHULUAN
Mesin  pendingin  merupakan  mesin  yang  berfungsi  untuk  memindahkan  panas dari  lingkungan  bersuhu  rendah  ke  lingkungan  bersuhu  tinggi.  Mesin  pendingin  dapat dibayangkan sebagai mesin kalor yang beroperasi secara terbalik [1].
Pendinginan  telah  dilakukan  manusia  sejak  lama.  Proses  ini  dilakukan  terutama  untuk mendinginkan air atau bahan makanan. Bangsa Cina dan Italia mengambil es atau salju dan  menyimpannya  dengan  jerami  agar  tidak  mencair  [2].  Es  tersebut  kemudian digunakan  untuk  mendinginkan,  sedangkan  salju  digunakan  saat  musim  panas  untuk mendapatkan  kesegaran.  Bangsa  Mesir  menampung  air  di  bejana  yang  diletakkan  di atap rumah pada malam hari untuk mendapatkan air dingin [3].
Lemari  pendingin  yang  dilakukan  pengujian  kali  ini  memiliki  kapasitas  daya tampung  15kg  sayur  dan  buah  dengan  menggunakan  air  sebagai  media  pendingin. Selain  itu,  dilakukan  perhitungan  beban  pendingin  dengan  ketentuan  lemari  pendingin diletakkan dalam ruangan dan luar ruangan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA Refrigerasi Tradisional
Refrigerasi  tradisional  hingga  sekarang  masih  digunakan  oleh  masyarakat kalangan menengah ke bawah  [4]. Penggunaan  refrigerasi  tradisional  digunakan untuk menyimpan  buah  dan  sayur  [5].    Namun  penyimpanan  buah  dan  sayur  kebanyakan hanya  menggunakan  goni,  yang  kemudian  disiram  dengan  air  sebagai  media  penyerap panas. Penyimpanan dengan cara ini kurang higienis. Oleh karena itu, lemari pendingin yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  menggunakan  kerangka  dari  kayu  dan  dilapisi dengan kain goni sebagai media tempat menyerap air dan tempat terjadinya penguapan.

## Proses Penelitian
Penelitian  dilakukan  2  kali  yaitu  pertama  dilakukan  di  tempat  terbuka  dimana lemari pendingin terkena paparan sinar matahari dan kedua dilakukan di dalam ruangan( tidak  terkena  paparan  sinar  matahari).  Dalam  penelitian  ini  digunakan  15  kilogram sayur  dan  buah  sebagai  bahan  makanan  yang  akan  didinginkan.  Sayur  dan  buah
Jurnal Dinamis, Volume.6, No.1 Maret 2018
dimasukkan  ke  dalam  lemari  pendingin  dan  lemari  pendingin  disemprotkan  air  yang bersuhu  22,76  -  23°C.  Penelitian  ini  juga  menggunakan  alat  termokopel,  dimana  alat termokopel  mengukur  besar  suhu  dlam  lemari  pendingin  tersebut.  Titik  suhu  yang diukur  sebanyak  5  buah  yaitu  pada  kiri,  kanan,  belakang  lemari  pendingin  dan  2  titik lagi  pada  tempat  diletakkannya  sayur  dan  buah.  Untuk  mendapatkan  data  temperatur cuaca  dan  intensitas  radiasi,  digunakan  alat  HOBO,  dimana  data  cuaca  per  hari  akan disimpan  dalam  Excel.  Dengan  menggunakan  data  HOBO  dan  hasil  percobaan  yang diinput ke dalam Excel dan dapat dihitung besar beban pendingin.

## Material Pembuatan Lemari Pendingin
1. Kayu  -  Ada  beberapa  jenis  kayu  yang  dapat  digunakan  dalam  pembuatan  lemari pendingin.  Namun  jenis  kayu  yang  digunakan  harus  dipertimbangkan  pula kekuatannya. Kayu jati dipilih dan digunakan sebagai kayu pembuat rangka lemari pendingin  dikarenakan  kekuatannya  yang  cukup  besar,  tahan  air  dan  rayap  serta memiliki harga yang cukup murah [6].
2. Goni -  Pemilihan goni karena memiliki daya serap air yang tinggi. Oleh karena itu, goni  digunakan  sebagai  tempat  penyimpanan  air  yang  diperlukan  untuk  menyerap panas  sayur  dan  buah.  Pada  konstruksi  ini  harus  digunakan  jenis  goni  yang  bersih dan tidak berbau [7].
3. Papan  Triplek  -  Papan  triplek  digunakan  sebagai  alas  dan  tutup  atas  dari  mesin pendingin. Papan triplek yang digunakan harus kedap air agar tidak cepat rusak.

## Air Sebagai Media Pendingin
Air  sebagai  media  pendingin  telah  digunakan  sejak  lama  [8].  Bahkan  sebelum ditemukannya  jenis-  jenis  refrigeran  lainnya,  air  telah  digunakan  sebagai  media pendingin.  Pada  masa  sekarang  ini,  pengggunaan  air  sebagai  media  pendingin  telah semakin  berkurang  dikarenakan  kemampuan  air  dalam  menurunkan  suhu  lebih  lambat daripada  refrigeran  lainnya.  Namun  dikarenakan  beberapa  hal,  air  juga  memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan dengan refrijeran- refrijeran lainnya.  Beberapa faktor yang membuat air menjadi coolant yang baik adalah :
1. Sangat berlimpah dan tidak mahal
2. Dapat ditangani dengan mudah dan aman digunakan
3. Dapat membawa panas per unit volume dalam jumlah besar
4. Mengalami  pengembangan  atau  penyusutan  volume  dalam  jumlah  cukup  kecil pada perubahan suhu dalam range normal
5. Tidak bersifat beracun dan ramah lingkungan

## 3 METODOLOGI PENELITIAN
Bahan
1. Goni
2. Kayu Jati
3. Papan Triplek
4. Paku
5. Baut
6. Komponen percobaan lain seperti air, alat penyemprot, sayur dan buah

## Alat
1.Martil/ palu
2. Gunting
3. Gergaji Linstrik
Jurnal Dinamis, Volume.6, No.1 Maret 2018

## 4. Bor Listrik
5. Laptop 6. Agilent

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan Lemari Pendingin
Perancangan lemari pendingin didasari dengan bentuk  atau volume benda yang akan  dimasukkan  ke  dalamnya.  Dengan  menggunakan  sistem  perhitungan  volume balok, diperoleh bahwa ukuran lemari pendingin yaitu 0,4m x 0,6m x 1,2m.

## Perhitungan Beban Pendingin
Besar beban pendingin didasarkan pada 3 faktor yaitu: 1. Besar infiltrasi udara
2. Besar panas buah dan sayur
3. Besar konduksi udara luar
Besar  infiltrasi  udara  terbagi  atas  2  yaitu  panas  sensibel  dan  panas  laten.  Panas sensibel dihitung dengan rumus [9] :
Q s =QρC p dT Dimana: Q s = Panas sensibel (Watt) Q = Laju udara (L/s) ρ = massa jenis udara (kg/m 3 ) C p = kalor jenis udara (kJ/kg K) dT = perubahan suhu (K)
Sedangkan panas laten dapat dihitung dengan rumus [9] :
Q l =Qρh fg dw Dimana: Q l = Panas laten (Watt) Q = Laju udara (L/s) ρ fg = panas laten uap air (J/kg)
dW= perbedaan kelembanban
(kg air/ kg udara)
Panas dari buah dan sayur juga terdiri atas dua jenis yaitu panas laten dan panas sensibel yang dapat dihitung dengan rumus berikut [10].
Q s =mC p dT dan Q l =Δm x L f Dimana: Q s = Panas sensibel (Watt) Q l = Panas laten (Watt) m = massa buah (kg) Δm = perubahan massa (kg) dT = prubahan suhu (K) L f = kalor laten buah dan sayur (kJ/kg)
Panas konduksi buah dan sayur dihitung dengan rumus:
Q kond =k x A x ΔT/L Dimana : Q kond = Panas konduksi (Watt) k = konduktivitas termal (W/m.K) A = luas penampang (m 2 )
Jurnal Dinamis, Volume.6, No.1 Maret 2018

## ΔT = perubahan suhu (K)
L = tebal dinding (m)
Dari hasil perhitungan di atas diperoleh semua nilai beban pendingin, dan dalam perhitungan total beban pendingin, kita hanya perlu menjumlahkan ketiga panas di atas.
Misalkan perhitungan dilakukan pada tanggal  5  Oktober 2014 jam 01.00 WIB, diperoleh : - Kebocoran udara : Q s = 6.8432 Watt Q l = 0.0263 Watt - Panas sensibel dan laten buah Q s buah = 26022.3 Watt Q s sayur = 20654.7 Watt Q l buah = 5600 Watt Q l sayur = 7890 Watt - Panas konduksi pada buah dan sayur Q kond = 1263.87 Watt
Gambar 4.1 menunjukkan kesegaran sayur dan buah pada hari pertama, dimana buah dan sayur tersebut baru saja dibeli dari pasar.
Gambar 4.1 Kondisi buah dan sayur pada hari pertama
Gambar 4.2 menunjukkan kondisi kesegaran daripada buah dan sayur pada hari kelima, dimana kondisi sayur telah layu dan sudah tidak layak dimakan.
Gambar 4.2 Kondisi buah dan sayur pada hari kelima
Gambar 4.3 menunjukkan kondisi  buah pada hari kesembilan dimana kadar air dalam buah telah menipis dan sudah tidak layak untuk dimakan
Gambar 4.3 Kondisi buah pada hari kesembilan
Berikut ini adalah gambar kondisi sayur dan buah ketika pendingin diletakkan di dalam  ruangan.  Gambar  4.4  menunjukkan  gambar  buah  dan  sayur  pada  hari  pertama, dimana sayur dan buah baru saja dibeli dari pasar.
Gambar 4.4 Kondisi buah dan sayur pada hari pertama
Gambar  4.5  menunjukkan  kondisi  sayur  dan  buah  pada  hari  kelima,  dimana sayur telah mulai layu dan telah tidak layak untuk dimakan.
Gambar 4.5 Kondisi buah dan sayur pada hari kelima
Gambar 4.6 menunjukkan kondisi buah pada hari kedua belas, dimana kadar air dalam buah telah menipis sehingga tidak layak lagi untuk dimakan.
Gambar 4.7 Kondisi buah pada hari kedua belas
Jurnal Dinamis, Volume.6, No.1 Maret 2018

## 5 KESIMPULAN
Dari hasil proses pembuatan diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Dimensi daripada mesin pendingin yang telah dirancang adalah 0,4m X 0,6m X 1,2m.
2. Total  beban  pendingin  rata-  rata  terbesar  adalah  pada  siang  hari  sekitar  pukul 11.00  -  14.00  yaitu  sekitar  197000.764  sampai  200000  watt  untuk  lemari pendingin yang diletakkan di luar. Untuk lemari yang diletakkan dalam ruangan, total beban pendingin terbesar terjadi pada siang hari yaitu sebesar 206280.256 sampai 210000 watt.
3. Mesin  pendingin  tanpa  energi  dengan  media  pendingin  berupa  air  cocok digunakan  di  daerah  yang  bermusim  kemarau  panjang  dan  digunakan  oleh pedagang sayur atau buah serta masyarakat kurang mampu.
4. Jika  lemari  pendingin  diletakkan  di  luar  ruangan,  ketahanan  kesegaran  sayur berkisar  antara 5-6 hari,  sedangkan buah- buahan  sekitar 9-10 hari. Jika lemari pendingin diletakkan di dalam ruangan, ketahanan kesegaran sayur berkisar 5-6 hari, sedangkan buah sekitar 12 - 13 hari.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Sitorus  T.B.,  Napitupulu  F.H.  &  Ambarita  H.  2016.  International  Journal  of Technology, IJTech Journal, Vol. 7 Issue 5, pp. 910-920.
[2]      Tulus  B.  Sitorus,  Farel  H.  Napitupulu,  Himsar  Ambarita.  2017.  J.  Eng.  Technol. Sci., Vol. 49, No. 5, 657-670.
[3]  Young  &  Freedman.  2002. College  Physics .  San  Francisco:  Pearson  Education ,Inc, publishing as Addison-Wesley
[4]   Anon.2001.Best inventions of 2001: Food Cooling System. Time: Lists. Time
[5] T.  B.  Sitorus,  F.  H.  Napitupulu,  H.  Ambarita,  T.  G.  Manik.    TAE  2016  - Proceedings  of  6th  International  Conference  on  Trends  in  Agricultural Engineering 2016.
[6] Hoadley,  R.  Bruce.2000.  Understanding  Wood:  A  Craftsman’s  Guide  to  Wood Technology. Taunton Press.
[7] http://id.wikipedia.org/wiki/K arung_goni (online tanggal 3 Desember 2014)
[8] Mutiara Septiani, Cindy. 2013. Makalah Air Pendingin , Malang
[9] ASHRAE. 1997. 1997 ASHRAE Handbook
[10]  Stoecker, Wilbert F.1989. Industrial Refrigeration Handbook. McGraw- Hill.Inc.