## PERANCANGAN REFRIGERATED SEA WATER (RSW) SISTEM KERING PADA KAPAL IKAN KAYU LAPIS FIBER 58 GT DENGAN KAPASITAS PALKA 45 M 3
Riki Effendi * , Indra Setiawan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat, DKI Jakarta, Indonesia
* Email: riki.effendi@ftumj.ac.id

## ABSTRAK
Ikan  adalah  komoditi  yang  tidak  tahan  lama  dan  mudah  rusak  jika  ditempatkan  di  ruang terbuka. Oleh karena itu, para nelayan menggunakan es untuk mendinginkan ikan agar tetap segar.  Akan  tetapi,  cara  ini  tidak  efektif  dan  efisien  karena  es  cepat  mencair,  sehingga diperlukan  teknologi  refrigerasi.  Perancangan refrigerated  sea  water (RSW)  ini  bertujuan agar  dapat  digunakan  untuk  mendinginkan  ikan  sebagai  pengganti  es  dan  mendapatkan sistem pendinginan ikan pada kapal penangkap ikan yang sesuai dengan ukuran palka kapal. Metode yang digunakan dengan observasi lapangan, wawancara dan studi literatur, kemudian dilakukan pengolahan dan analisis data. Dalam perancangan RSW pada kapal ikan kayu lapis fiber 58 GT didapatkan sistem refigerasi yang dipakai adalah sistem refrigerasi kompresi uap, data  ruang  pendinginan  dengan  total  volume  palka  45  m 3 ,  menggunakan refrigeran R-22. Jenis  kompresor  yang  digunakan  adalah  kompresor  torak  dengan  daya  kompresor  40  HP, jenis  kondensor  s hell dan tube ,  beban  pendinginan  3,7  x  10 5 kcal/hours.  Untuk  evaporator menggunakan  jenis  evaporator  kering,  susunan zig-zag ,  bahan  pipa  pipa  galvanis  dengan diameter luar pipa 0,0095 m, diameter dalam 0,0035 m, tebal pipa 0,003 m, jumlah pipa 30 batang,  panjang  pipa  6  m.  Untuk  katup  ekspansi  yang  digunakan  adalah  jenis  pipa  kapiler. Adapun  unjuk  kerja  atau  COP  ( Coeffisient  Of  Performance )  dari  perancangan  yang  didapat adalah sekitar 4,5078.
Kata kunci : Refrigerasi, Refrigerated Sea Water (RSW), Kapal Ikan, Palka

## 1. PENDAHULUAN
Perairan  laut  merupakan  salah  satu wilayah  yang  sangat  potensial  dengan berbagai  jenis  komoditas  yang  dihasilkan, antara  lain:    ikan,  udang,  kerang,  tiram, kepiting,  tripang,  cumi-cumi,  rumput  laut, dan  sebagainya.  Ikan  yang  dihasilkan  dari perairan laut lebih banyak dikenal daripada komoditas  perikanan  lainnya  karena  ikan paling  banyak  dikenal,  ditangkap,  dan dikonsumsi.
Ikan  dan  produk  perikanan  lainnya merupakan  bahan  pangan  sumber  hewani yang relatif murah harganya dibandingkan dengan  sumber-sumber  protein  lainnya, seperti: daging sapi, ayam, susu, dan telur. Semakin bertambahnya kesadaran masyarakat  mengenai  betapa  pentingnya konsumsi ikan sehingga membuat
kebutuhan  akan  ikan  bertambah.  Oleh karena  itu,  para  nelayan  berusaha  untuk memenuhi  banyaknya  permintaan  akan ikan khususnya permintaan hasil tangkapan ikan segar. Namun tidak sedikit kendala  yang  dialami  oleh  para  nelayan dalam usaha penangkapan ikan, yaitu salah satunya  tetap  mempertahankan  kesegaran ikan  hasil  tangkapan  karena  jika  saat  ikan hasil tangkapan sampai di Tempat Pelelangan  Ikan  (TPI)  kelihatan  tidak segar  atau  busuk  maka  akan  mengurangi harga jual ikan tersebut.
Perbedaan harga ini memotivasi nelayan untuk mengupayakan agar kesegaran ikan dapat dipertahankan.
Penanganan hasil tangkapan secara konvensional  yaitu  dengan  menggunakan es  balok  (es  batu)  tidak  menunjukkan
upaya  yang  optimal,  sehingga  harus  ada upaya  yang  optimal  melalui  teknologi seperti  sistem  pendingin  menggunakan  air laut atau Refrigerated Sea Water (RSW).

## 2. METODE PERANCANGAN a. Sistem Refrigerasi
Secara umum, prinsip refrigerasi adalah proses  penyerapan  panas  dari  dalam ruangan yang tertutup kedap lalu memindahkan  serta  mengenyahkan  panas keluar  dari  ruangan  tersebut.  Proses merefrigerasi ruangan tersebut perlu tenaga  atau  energi,  energi  yang  paling cocok  untuk  refrigerasi  adalah  tenaga listrik  untuk  menggerakkan  kompresor unit refrigerasi.
Refrigerasi  memanfaatkan  sifat–sifat panas (termal) dari refrigeran selagi bahan itu  berubah  keadaan  dari  bentuk  cair menjadi  gas  dan  sebaliknya  dari  gas menjadi  cair.  Sistem  refrigerasi  yang menghasilkan pendinginan dikelompokkan ke  dalam  beberapa  kategori  utama,  antara lain: Siklus kompresi uap, Siklus absorpsi, dan Siklus gas ekspansi.
b. Refrigerated Sea Water
Sistem Refrigerated  Sea  Water (RSW) adalah  sistem  pendinginan  untuk  kapal ikan. Pada prinsipnya air laut disirkulasikan  oleh  pompa  melalui  tangki dan  sistem  pendingin,  air  laut  didinginkan oleh pendinginan mesin sebelum memasuki  tangki  di  bagian  bawah  dan didistribusikan  secara  merata  melalui  plat berlubang.
RSW  didesain  khusus  dengan  sistem pendingin kering  dan  basah  serta fleksibel diterapkan  pada  kapal  penangkap  ikan dengan  ukuran  30  GT  ke  atas.  RSW  juga tidak  memakan  banyak  tempat  di  dalam kapal,  karena  hanya  berukuran  sekitar  2,5 x 3 meter. Alat ini memiliki beberapa pipa kapiler  yang  menyedot  air  laut  untuk selanjutnya  diolah  hingga  menjadi  air dingin  dan  dihubungkan  dengan  palka
tempat penyimpanan ikan. Dengan adanya alat  pendingin,  penurunan  suhu  akan berlangsung cepat, sehingga tingkat kesegaran ikan akan lebih lama. Selain itu, RSW  akan  membuat  trip  lebih  efektif karena  tak  perlu  lagi  membawa  es  balok dengan jumlah banyak.
Gambar 1. Sistem Refrigerated Sea Water
c. Perhitungan Sistem Refrigerasi Perhitungan dalam sebuah sistem refrigerasi  standar  dengan  sistem  tertutup adalah:
Coeffiesient Of Performance (COP) COP  merupakan  nilai  keefektifan  dari suatu sistem refrigerasi karena membandingkan  nilai output dengan  kerja yang  dilakukan.  Nilai output suatu  sistem merupakan  kalor  yang  diserap  oleh evaporator,  dan  kerja  yang  dilakukan  oleh kompresor.
COP = Q evaporator / W kompreasor 1)
Daya kompresor W in = m (h 2 – h 1 ) 2)
Kalor yang dibuang kondensor
Q kondensor = m (h 2 – h 3 ) 3)

## Kapasitas pendinginan
Q evaporator = m (h 4 – h 1 ) 4)
Expansion device Q – W = m ( h 4 – h 3 ) 5) 0 = m ( h 4 – h 3 ) h 4 = h 3
d. Diagram Alir ( Flowchart) Perancangan Sistem Refrigerated Sea Water
Gambar 2. Diagram Alir Perancangan Sistem Refrigerated Sea Water (RSW)

## e. Spesifikasi Kapal Ikan
Gambar 3. Layout Desain Kapal

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Pengukuran Kapasitas Palka
Berdasarkan  pengukuran  dimensi  kapal yang  telah  dilakukan  maka  dapat  dihitung
luas  permukaan,  volume  bersih,  dan kapasitas penyimpanan palka.
Tabel 1. Luas Permukaan Palka Palka p (m) l (m) t (m) Luas (m 2 ) 1 2,0 2,3 1,5 22,1 2 2,0 2,3 1,5 22,1 3 2,0 2,2 1,4 20,56 4 2,0 2,2 1,4 20,56 5 1,9 4,2 1,3 31,82 6 1,5 3,5 1,6 26,5 Total Luas Permukaan Palka (m 2 ) 143,64 Tabel 2. Volume Kotor Palka Palka p (m) l (m) t (m) V u (m 3 ) 1 2,0 2,3 1,5 6,9 2 2,0 2,3 1,5 6,9 3 2,0 2,2 1,4 6,16 4 2,0 2,2 1,4 6,16 5 1,9 4,2 1,3 10,374 6 1,5 3,5 1,6 8,4 Total Volume Kotor Palka 44,894 Tabel 3. Volume Bersih Palka Palka V u (m 3 ) K V b (m 3 ) 1 6,9 0,9 6,21 2 6,9 0,9 6,21 3 6,16 0,9 5,544 4 6,16 0,9 5,544 5 10,374 0,9 9,3366 6 8,4 0,9 7,56 Total Volume Bersih Palka 40,4046

## Tabel 4. Kapasitas Penyimpanan Palka
Palka V b (m 3 )
Faktor penyimpanan (ton/m 3 ) Kapasitas (ton) 1 6,21 0,561 3,48 2 6,21 0,561 3,48 3 5,544 0,561 3,11 4 5,544 0,561 3.11 5 9,3366 0,561 5,24 6 7,56 0,561 4,24 Total Kapasitas Penyimpanan Palka 22,66

## b. Perhitungan Beban Panas Yang Diterima Palka
Bagian palka yang mempunyai kemungkinan  adanya  penerobosan  panas terbesar  adalah  dinding  utama  dan  atap kapal.  Palka  yang  dipisahkan  oleh  sekat membujur  dan  melintang  mempunyai perbedaan suhu yang relatif kecil sehingga laju  pengaliran  pansanya  juga  kecil. Kecuali  palka  1  dan  2  yang  berbatasan
langsung  dengan  ruang  mesin.  Dengan demikian palka tersebut mempunyai aliran panas dari tiga sumber yaitu dinding, atap, dan  sekat  melintang.  Besarnya  beban penerimaan  panas  melalui  bagian  ini disebut  juga  laju  pengaliran  panas  yang dinyatakan dalan satuan kkal/jam.
Tabel 5. Koefisien Menyeluruh Pengaliran Panas
Bagian k (kkal/jam.m ˚C) x (m) x/k Sekat Melintang 0,034 0,01 0,29 0,15 0,05 3 0,025 0,04 0,625 1/f o 0,610 1/f i 0,610 U (kkal/m 2 h ˚C) 0,19 Dinding Utama 0,034 0,01 3,4 0,15 0,1 1,5 0,025 0,04 0,625 1/f o 0,15 1/f i 0,610 U (kkal/m 2 h ˚C) 0,16 Atap Palka 0,034 0,01 0,29 0,15 0,05 3 0,025 0,04 0,625 1/f o 0,15 1/f i 0,610 U (kkal/m 2 h ˚C) 0,24

## Tabel 6. Beban Penerimaan Panas Melalui Dinding dan Atap Palka
Palka Bagian Yang Diterobos U (kkal/m 2 jam ˚C) ∆ t (˚C) A (m 2 ) Q 1 (kkal/jam) 1 Sekat melintang 0,19 50 3,45 32,775 Dinding Utama 0,16 50 3 24 Atap 0,24 50 4,6 55,2 Q total 111,975 2 Sekat melintang 0,19 50 3,45 32,775 Dinding Utama 0,16 50 3 24 Atap 0,24 50 4,6 55,2 Q total 111,975 3 Dinding Utama 0,16 50 2,8 22,4 Atap 0,24 50 4,4 52,8 Q total 75,2 4 Dinding Utama 0,16 50 2,8 22,4 Atap 0,24 50 4,4 52,8 Q total 75,2 5 Sekat melintang 0,19 50 5,46 51,87 Dinding Utama 0,16 50 2,47 19,76 Atap 0,24 50 7,98 95,76 Q total 167,39 6 Dinding Utama 0,16 50 2,4 19,2 Atap 0,24 50 5,25 63 Q total 82,20
b. Pemilihan Komponen Sistem Refrigerated Sea Water (RSW)
Pemilihan Kompresor Kompresor  yang  digunakan  adalah kompresor  jenis  torak,  kebutuhan  daya disesuaikan dengan besarnya beban pendinginan  secara  keseluruhan  yaitu 370.431,92 kcal/h. Spesifikasi  kompresor  yang  digunakan yang sesuai dengan yaitu:
 Kompresor Dorin Type 2Q-80VS
 Kapasitas 40 HP

## Pemilihan Kompresor
Untuk  menentukan  kondensor,  perlu menghitung
beban panas yang
dikondensasi.  Luas  pipa  yang  dibutuhkan
untuk  proses  kondensasi  yaitu  29,55  m 2 . Spesifikasi  kondensor  yang  digunakan yaitu: Kondensor Bitzer Type K2923TB.

## Gambar 5. Kondensor Bitzer

## Pemilihan Evaporator
Pipa  evaporator  yang  digunakan  dalam perancangan  ini  adalah  pipa  galvanis  dan dimensinya akan diasumsikan berdasarkan berdasarkan  ukuran  pipa  yang  sudah tersedia di pasaran.
Spesifikasi  Evaporator  yang  digunakan yaitu: Pipa  Spindo  ASTM  53  Grade  A  SCH  40 dengan  ukuran  diameter  0,25  m  dan panjang 6 m.
Gambar 6. Pipa Spindo ASTM 53
Pipa-pipa tersebut dibentuk zig-zag dengan celah 150 mm.
Gambar 7. Bentuk pipa evaporator di dalam palka

## Pemilihan Pengering
Pada perancangan
sistem
Refrigerated Sea  Water ini menggunakan receiver  drier yang  berfungsi  untuk menampung refrigeran cair. Receiver drier ini dilengkapi dengan sight glass dan filter.

## Pemilihan Katup Ekspansi
Pada  perancangan  sistem  RSW  ini menggunakan  jenis  pipa  kapiler  dengan panjang 0,5 m dan diameter 12,7 mm.
Gambar 8. Katup Ekspansi Jenis Pipa Kapiler
Pemilihan Katup Penutup Pada perancangan sistem
Refrigerated Sea Water (RSW) dibutuhkan katup  penutup  yang  menghubungkan mesin  pendingin  dengan  palka  yang dilengkapi evaporator.

## Pemilihan Kebutuhan Refrigerant
Refrigerant  yang  cocok  untuk  digunakan dalam sistem refrigerasi  yang cukup besar adalah R-22 karena memiliki efek refrigerasi  yang  bagus  dan  harganya  pun murah.  Inilah  yang  sering  dipakai  dalam sistem  perancangan Refrigerated  Sea Water (RSW).

## Tabel 7. Refrigeran yang dipilih
No.   Refrigerant  ODP  HGWP  Temperatur Didih Efek Refrigerasi (kJ/kg) COP  Safety  Harga ($/kg) 1 R22 0.05 0.40 -40.81 162.67 4.66 A1 7.5 2 R134a 0.00 0.26 -26.074 148.03 4.6 A1 8.75 3 R404A 0.00 0,94 -46.222 114.15 4.21 A1 20.12 4 R407C 0.00 0.70 -43.627 163.27 4.5 A1 27.56 5 R507A 0.00 0.98 -46.741 110.14 4.18 A1 26.11 6 R717 0.00 0.00 -33.327 1103.14 1.76 B2 1.7
Pengujian Sistem Refrigerated Sea
Water (RSW) Pengujian  yang  dilakukan  yaitu dengan  melakukan  pengujian  temperatur
pada  palka  yang  dilaksanakan  pada  jam 08.30  WIB.  Dengan  temperatur  ruang palka sekitar 31˚C. Dari data yang didapat disajikan dalam bentuk grafik.
Gambar 9. Grafik Hubungan Temperatur Palka Dengan Waktu
Dari  data  diatas  penurunan  suhu membutuhkan  waktu  sekitar  2  jam  untuk mencapai  0˚C  dan  membutuhkan  waktu sekitar  3  jam  untuk  mencapai  suhu  dalam palka  -23˚C  dari  suhu  awal  yaitu  sekitar 31˚C.  Untuk tekanan tinggi mencapai 140 psi dan tekanan rendah mencapai -10 psi.
Pembuatan sistem RSW
ini mendapatkan hasil pengujian:
 Temperatur awal (kondensor) : 34˚C
 Temperatur akhir (evaporator) : - 25˚C
 Refrigerant menggunakan R-22
Untuk  menentukan  koefisien  prestasi atau  COP  ( Coeffiesient  Of  Performance ) menggunakan tabel penunjang yang mengacu  pada  refrigerant  R-22  tentang sifat-sifat  cairan  dan  uap  jenuh  serta diagram  tentang  tekanan  enthalpi  panas lanjut refrigerant R-22.
 h 1 = 347,134 kJ/kg  h 3 = h 4 = 234,499 kJ/kg  h 2 = 371,5 kJ/kg
Dari  nilai  h 1, h 2, h 3 ,  h 4 dapat  ditentukan dampak  koefisien  prestasi  atau  COP
( Coeffiesient  Of  Performance )  dari  sistem
RSW ini. COP ( Coeffiesient Of Performance ) ini adalah dampak refrigerasi    dibagi  dengan  kerja  kompresi yaitu 4,5708.

## 4. KESIMPULAN
Dalam perancangan ini didapatkan hasil sebagai berikut:
a. Beban  Pendinginan  yaitu  370.431,92 kcal/h
b. Kompresor yang dipakai yaitu Kompresor Doris Type 2Q-80VS dengan kapasitas 40 HP
c. Kondensor yang digunakan yaitu Kondensor Bitzer
d. Pipa  Evaporator  yang  dipakai  pipa Spindo ASTM A53
e. Nilai unjuk kerja atau COP ( Coeffiesient  Of  Performance )  dari perancangan  yang  telah  dibuat  yaitu sekitar 4,5078
f. Perbedaan  ketebalan  material  yang terdapat pada bagian luar dinding palka merupakan faktor yang sangat mempengaruhi dalam menghambat aliran panas yang masuk ke palka
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 0" 20" 40" 60" 80" 100" 120" 140" 160" 180" T em pera tur P a lk a ( C) Waktu (menit) Temperatur Palka (Udara)

## DAFTAR PUSTAKA
[1]    Arismunandar, Winarto. 1986. Motor Bakar Torak . Bandung: ITB
[2]  Budiarto,  Untung.  dkk .  Rancang Bangun  Sistem  Refrigerated  Sea Water  (RSW)  untuk  Kapal  Nelayan Tradisional , Kapal, 10 : 48-57.
[3]    Clucas. 1981. An Introduction to Fish Handling  and  Processing .  London: Tropical Product Institute.
[4]    Hallowell.  1980. Cold  and  Freezer Storage  Manual  Second  Edition . West Port Connectitut: AVI Publishing Company, Inc.
[5]      Hasan,  Syamsuri.  dkk.  2008. Sistem
Refigerasi  dan  Tata  Udara  Jilid  1 .
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan.
[6] Ilyas, Sofyan. 1983. Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan Jilid 1 – Teknik  Pendingin  Ikan .  Jakarta:  CV.
Paripurna, Jakarta.
[7] Ilyas, Sofyan. 1993. Teknologi Refrigerasi  Hasil  Perikanan  Jilid  1I –  Teknik  Pembekuan  Ikan .  Jakarta: CV. Paripurna, Jakarta.
[8]    Karyanto,  E.  2004. Teknik  Mesin Pendingin .  Jakarta  :  CV  Restu Agung.
[9]    Kirana.  1997. Proses  Pembuatan Palka  dan  Sistem  Insulasi  di  PT Industri  Kapal  Indonesia  (Persero) .
Bogor  :  Institut  Pertanian  Bogor, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Program Studi Pemanfaatam Sumber Daya Perikanan.
[10]  Kusna  D,  Indra.  dkk.  2008. Teknik Konstruksi Kapal Baja Jilid 1 dan 2 . Jakarta:
Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan.
[11]    Merrit,  J.H.  1969. Refrigeration  on Fishing  Vessel .  London  :  Fishing News Books Ltd.
[12]    Sumanto.  2004. Dasar  –  Dasar Mesin Pendingin . Yogyakarta: ANDI
[13]  Stoecker,  Wilbert  F  dan  W  Jones, Jerold.  1996. Refrigerasi  dan Pengkondisian Udara Edisi Kedua ,
alih  bahasa  Ir.  Supannanhara. Jakarta: PT. Erlangga.
[14]  Traung, J.O. 1960. Fishing Boats of The  World .  FAO:  Fishing  News
Books United.