Gian Modul Praktikum Tphp i
-
Upload
dwi-darmawan -
Category
Documents
-
view
63 -
download
6
Transcript of Gian Modul Praktikum Tphp i
-
MODUL PRAKTIKUM
TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERAIRAN I
Disusun oleh:
Tim Asisten TPHP I
Tahun 2014
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
-
MATERI 1
UNIT DAN DIMENSI
Unit dan satuan: sesuatu yang digunakan untuk menyatakan ukuran besaran.
Contoh: panjang (meter, feet, mil), massa (gram, pound).
Dimensi: satuan yang digunakan secara umum dalam besaran primer.
Contoh: Massa [M], Panjang [L]
A. Dimensi Besaran Pokok
Dimensi pokok adalah dimensi yang unitnya telah ditetapkan atau
didefinisikan. Berikut ini adalah tabel dimensi pokok:
Besaran pokok dalam Sistem Internasional
Nama dimensi Simbol dalam
rumus
Simbol
dimensi Satuan SI
Simbol
satuan
Panjang l, x, r, dll. [L] Meter M
Waktu T [T] Detik S
Massa M [M] Kilogram Kg
Arus listrik I [I] Ampere A
Suhu T [] Kelvin K Jumlah molekul N [N] Mol Mol
Intensitas cahaya Iv [J] Candela Cd
B. Dimensis Besaran Turunan
Dimensi turunan adalah dimensi yang diturunkan dari dimensi pokok
berikut ini adalah contoh dari dimensi turunan.
Dimensi
turunan Unit Simbol unit
Simbol dalam
unit dasar
Simbol
dimensi
Kecepatan Meter per sekon m/s m.s-1
L.T-1
Percepatan Meter per sekon
kuadrat
m/s2
m.s-2
L.T-2
Luas Meter persegi m2
m2
L2
Volume Meter kubik m3
m3
L3
Gaya Newton N kg.m.s-2
MLT-2
Massa jenis Kilogram per
meter kubik
Kg/m3
kg.m-3
ML-3
Usaha dan
energi
Joule J kg.m2.s
-2 ML
2T
-2
Daya Watt W kg.m2.s
-3 ML
2T
-3
Tekanan Pascal Pa kg.m-1
.s-2
ML-1
T-2
Frekuensi Hertz H s-1
T-1
-
Dalam kehidupan sehari-hari dikenal empat sistem satuan, yaitu:
1. Absolute Dynamic System = cgs (cm, gr, dan sec)
2. English Absolute System = fps (ft, pound, sec)
3. Gravitation System
- British Engineering (BE) = ft, sec, slug
- American Engineeering (AE) =ft, sec, lbf
4. Sistem Internasional = meter, kg, sec
Pengukuran: membandingkan besaran yang satu dengan besaran lainnya yang
dipakai sebagai satuan
Tabel Konversi
1 lbm = 454 gram 1 atm = 760 mmHg
1 lbm = 0.454 kg 1 inch = 2,54 cm
1 ft = 12 inch 1 kWh = 3422.14 btu
1 ft = 0,3048 m 1 m = 3.28 ft
1 ft.lbf = 1.3558 joule 1 gal (US) = 231 inch3
gc = 32.2
1 watt = 1
1 lbf = 32.2
1 mil = 1.6 km
Laju gravitasi = 980
Cp = 0.8
= 32.17
Densitas Hg = 13.6
Contoh Soal
1. 24,7 x 103
= . . .
= 24,7 x 103
x
x
=
=
= 1540,5861
2. Faktor Konversi
in h =
x FK
in h =
x
FK =
=
-
Soal Latihan
1. 32,4
= . . .
2. 1 dyne = 2,248 x 10-6 lbf
5,7935 x 10-4
in h = . . . n
3. Tentukan dimensi densitas (
4.
=
5. i
=
x FK
6. Air mengalir dari sebuah pipa seluas 5,69 inch2 dengan debit air 0,5 gal/sec.
Hitung kecepatan air dalam inch/menit.
7. Diketahui kecepatan pesawat 2x kecepatan suara, tentukan konversi kecepatan
pesawat menjadi mil/jam jika diketahui kecepatan suara 2200 ft/sec.
Tugas
1. Tentukan dimensi dari satuan lbf.
2. Berapa energi potensial (Ep) dalam ft.lbf sebuah drum dengan massa 82 lbm yang
tergantung 30 ft diatas.
3.
=
x FK
4. 1,013 x 106 n
= . . .
in h
5. Berapa energi yang dibutuhkan dalam ft.lbf untuk mendorong meja jika diketahui
massa meja 67 lbm dengan jarak tempuh sebesar 2 m dalam kecepatan 30 m/s
dalam waktu 30 menit.
-
MATERI 2
KESETIMBANGAN MATERI
Definisi: Perhitungan dari semua materi dalam suatu proses kimia atau fisik
Hukum Kekekalan Massa
Materi tidak dapat diciptakan atau dipindahkan, tetapi hanya dapat
berubah bentuk dari suatu bentuk ke bentuk lain
M input = M output + M akumulasi
M akumulasi = 0 (steady state process)
M akumulasi 0 (unsteady state proces)
Kesetimbangan materi terbagi menjadi 2 bagian:
1. Kesetimbangan massa total
- Total massa semua input dan output yang terlibat dalam satu proses
- Total proses yang terlihat dalam aliran bahan
2. Kesetimbangan massa komponen
- Komponen: sesuatu yang terkandung dalam bahan
- Contoh: kadar air, kadar protein, kadar gula, kadar lemak
BASIS
- Digunakan dalam perhitungan kesetimbangan massa bila jumlah output dan
input dalam proses tidak diketahui secara tepat
- Bilangan bulat persatuan waktu tertentu
TIE MATERIAL
- Komponen yang selama proses tidak mengalami perubahan jumlah sehingga
komponen ini menghubungkan antara subsistem
- Contoh total padatan dalam pengeringan, kandungan lemak dalam
evaporasi, dll
Tahap dalam menentukan kesetimbangan massa
1. Menggambar proses
2. Memasukkan variabel yang sudah diketahui
3. Membuat persamaan matematika sederhana
4. Memecahkan persamaan-persamaan
5. Menyimpulkan kembali dari hasil pemecahan persamaan matematika
kedalam bahasa teknologi
Pearsons Square: suatu metode sederhana dalam mendesain formulasi dari dua
bahan atau material yang dicampurkan untuk mendapatkan rasio yang seimbang.
input output proses
-
Contoh Soal
1. Terdapat 1000 kg larutan mengandung 10% NaCl, larutan tersebut diuapkan
sehingga menghasilkan produk larutan yang mengandung 50% NaCl. Hitung berat
produk dan berat air yang diuapkan
B
A C
1000 kg, 10 % NaCl x kg, 50 % NaCl
Massa total : A = B + C
1000 kg = B + C
Massa komponen : 10 % A = B + 50 % C
0,1 A = B + 0,5 C
0,1 (1000 kg) = 0 + 0,5 C
100 = 0,5 C
C = 200 kg
Massa air : A = B + C
1000 kg = B + 200 kg
B = 1000 kg 200 kg
B = 800 kg
Jadi jumlah produk yang dihasilkan 200 kg, dan jumlah air yang diuapkan 800 kg
2. Seberapa banyak penurunan berat yang terjadi pada ikan kering dengan kadar air
awal 80 %, hingga memiliki kadar air 50 %
B
A C
80 % 50 %
Massa total : A = B + C
Massa komponen : A = B + C
80 % A = B + 50 % C
0,8 A = B + 0,5 C
A = B + C
0,8 A = B + 0,5 C -
0,2 A = 0,5 C
A = 2,5 C
evaporasi
pengeringan
-
Jadi penurunan berat air sebesar 60 %
Soal Latihan
1. Dalam proses dehidrasi produk yang memiliki kadar air 80 % telah kehilangan
setengah beratnya selama proses. Berapa kadar akhir dari air produk tersebut ?
2. Sebanyak 35.000 kg susu yang terdiri dari 4 % lemak yang akan dipisahkan
menjadi susu skim, yang terdiri dari dari 0,45 % lemak dan krim dengan lemak
45%. Susu tersebut diproses selama 6 jam, berapa laju aliran proses (kg/jam) dari
kedua produk tersebut jika asumsi pada proses pemisahan telah terjadi
penyusutan sehingga massa input = output dan krim menerapkan massa yang
terpisah dari susu.
3. Saos tomat dialirkan melalui pipa dengan kecepatan 100 kg/menit, bersama
dengan larutan jenuh garam 26 % pada kecepatan konstan. Pada kecepatan berapa
larutan jenuh garam ditambahkan agar produk memiliki konsentrasi garam 2 %.
4. Dalam pembuatan sup krim bubuk dimasukan sup krim basah ke dalam alat drum
dryer, sup krim tersebut terdiri dari komponen air 80%, lemak 10 %, protein 8 %,
dan komponen lainnya 2 %. Sup krim bubuk memiliki kadar air 10 %, hitunglah
rendemen pengolahan dan komposisi sup krim bubuk yang dihasilkan dengan
asumsi tidak terjadi penyusutan serta basis 100 kg.
Tugas
1. Seorang mahasiswa THP ingin membuat ikan kering dengan kadar air 30 %. Jika
kadar air ikan segar 90 %, berapa besar persen penurunan berat yang terjadi ?
2. Tentukan massa NaCl dengan konsentrasi 10% yang diperoleh jika 15 kg larutan
NaCl 20 % diencerkan dengan air untuk memperoleh larutan NaCl 10 % tersebut.
3. Produk sosis terbuat dari:
- Daging: lemak 14 %, protein 19 %, air 67 %
- Lemak hewani: kadar lemak 89 %, protein 3 %, air 8 %
- Protein isolat: protein 90 %, air 8 %
Untuk memenuhi kadar air produk maka ditambahkan air. Protein isolat +3 % dari
berat total. Berapa banyak masing-masing bahan untuk menghasilkan 100 kg sosis
dengan komposisi protein 15 %, lemak 20 %, dan air 65 %.
-
MATERI 3
PINDAH PANAS
Tiga mekanisme perpindahan kalor :
1. Konduksi
2. Konveksi
3. Radiasi
Konduksi Konveksi Radiasi
Perpindahan Kalor Konduksi Jika ada perbedaan temperatur pada suatu benda, maka akan ada
perpindahan energi dari suhu tinggi ke suhu rendah, perpindahan energi ini
disebut konduksi. Laju perpindahan kalor konduksi:
Dimana : q = laju perpindahan kalor (watt)
k = konduktivitas termal bahan (watt/m oC)
A = Luas permukaan
dt = perbedaan temperatur
dx = tebal lempeng.
Tanda negatif pada persamaan diatas diberikan supaya memenuhi hukum
termodinamika yaitu kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.
Konduktivitas termal (daya hantar panas) adalah sifat bahan yang menunjukkan
seberapa cepat bahan itu dapat menghantarkan panas konduksi.
Perpindahan panas konduksi pada bidang datar
1. Perpindahan panas konduksi pada bidang datar lempeng selapis
q = laju perpindahan panas, q mengalir dari suhu permukaan tinggi ke suhu
permukaan rendah.
-
Konduktivitas termal, k
tebal bahan, dX tahanan panas
luas permukaan, A
Analogi listrik (Hk. Ohm) Aliran = potensial suhu \ tahanan panas
Bila aliran panas dinyatakan dengan analogi listrik menjadi :
2. Perpindahan Panas Konduksi Pada Bidang Datar Lempeng Berlapis Seri
Aliran panas dilewatkan pada bidang datar yang disusun berlapis-lapis
dengan bahan yang berbeda-beda
Aliran panas masuk dengan suhu T1 dan keluar dengan suhu T4. Suhu
antar muka masing-masing adalah T2 dan T3.
Contoh : pada konstruksi furnace, cold storage, cold box dll.
Persamaan aliran panas untuk seluruh bidang datar adalah :
-
Rth adalah jumlah tahanan termal.
Untuk bahan yang disusun seri : Rth = Ra + Rb + Rc + Persamaan aliran panas untuk bidang yang disusun seri adalah :
Pada keadaan stead state, panas yang masuk pada sisi permukaan sebelah kiri
harus sama dengan panas yang meninggalkan sisi uka sebelah kanan.
Q input = Q output
3. Perpindahan Panas Konduksi Pada Bidang Datar yang Disusun Paralel :
Dinding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang dihubungkan paralel
dialiri panas. Perpindahan panas konduksi dianggap berlangsung hanya satu arah.
Untuk menyelesaikan susunan diatas, maka tahanan yang disusun paralel harus
diselesaikan lebih dahulu sehingga pada akhirnya akan terbentuk susunan seri.
Untuk susunan paralel :
Persamaan aliran panas untuk susunan diatas adalah :
-
MATERI 4
KONVEKSI
Konveksi merupakan perpindahan panas yang terjadi antara permukaan
padat dengan fluida disekitarnya, dengan menggunakan media penghantar berupa
fluida (cairan/gas). Pergerakan udara pada peristiwa perpindahan konveksi dengan
sumber panas pada salah satu sudutnya
Macam-macam Konveksi :
1. Konveksi bebas/konveksi alamiah (free convection/natural convection)
Yaitu perpindahan panas yang disebabkan oleh beda suhu dan beda rapat
saja dan tidak ada tenaga dari luar yang mendorongnya. Contoh: plat panas
dibiarkan berada di udara sekitar tanpa ada sumber gerakan dari luar.
2. Konveksi paksaan (forced convection)
Perpindahan panas aliran gas atau cairan yang disebabkan adanya tenaga
dari luar. Contoh : plat panas dihembus udara dengnan kipas/blower.
Besarnya energi kalor yang dipindahkan seara konveksi
Q = hA(T2-T1)t
Kecepatan pindah panas
E = Q/t = hA(T2-T1)
Keterangan
H : laju aliran kalor (J/s atau watt)
Q : kalor yang dipindahkan (Joule)
t : waktu (s)
h : Koefisien konveksi
A : Luas penampang (m2)
dT : perubahan suhu (oC)
-
MATERI 5
STEADY STATE CYLINDER
Selapis
Q = kA
Q =
Alm =
Q =
Lapis banyak
Q =
=
=
Keterangan
k = Konduktivitas panas (W/mC)
T1 = Suhu dalam pipa (C)
T2 = Suhu dalam pipa (C)
ro = Jari-jari dalam (m)
r1 = Jari-jari luar (m)
x = Tebal pipa (m)
l = Panjang pipa (m)
q = Laju pindah panas (J/s)
Alm = Areal log mean
-
Soal Latihan
1. Sebuah pipa memiliki k = 17 w/moC digunakakn untuk membawa minyak panas
dengan suhu 130 oC, tebal pipa 2 cm, diameter pipa 8 cm, pipa diberi isolator
dengan ketebalan 4 cm, dengan suhu luar pipa 25 oC. Hitung suhu permukaan
antara stainless steal dengan isolator. Diketahui panjang pipa 1 meter dan
konduktivitas isolator 0,035 W/moC.
2. Terdapat pipa stainless dengan konduktivitas 18 w/m0C dengan temperatur dalam
pipa 90 oC. Pipa memiliki tebal 4 cm dengan diameter 7 cm. Pipa diberi isolator
dengan tebal 4 cm, suhu lingkungan 25 oC.Diketahui k isolator 0,35 W/m
oC.
Hitung suhu antara stainless steal dengan pipa, jika panjang pipa 1 m.
3. Sebuah pipa stainless steal memiliki konduktivitas 30 W/moC digunakan untuk
membawa minyak panas dengan suhu 150 oC. Tebal pipa 2,5 cm dengan diameter
10 cm, pipa diberi isolator dengan tebal masing-masing 3 dan 4 cm. Suhu antara
isolator 1 dan 2 60 oC, suhu isolator terluar 30
oC. Pipa memiliki panjang 1,5 m.
Tentukan suhu antara pipa dengan isolator. Diketahui k isolator I 0,025 W/moC
dan k isolator II 0,012 W/moC.
-
MATERI 6
KONDUKSI TAK MANTAP (UNSTEADY STATE)
Langkah-langkah
1. Tentukan nilai NBi
NBi =
Keterangan
h = Koefisien pindah panas konveksi (W/ )
D = Radius dimensi / jari-jari
K = Koefisien pindah panas konduksi
Untuk slab D = tebal
2. Jika NBi < 0,1
(
)
Keterangan
Ta = Temperatur medium (
Ti = Temperatur inisial/awal (
T = Temperatur pada waktu t (
h = Koefisien pindah panas konveksi (W/ )
A = Luas permukaan (m2)
= Densitas (kg/m3)
Cp = Panas spesifik (1/Kg
V = Volume (m3)
t = Waktu
3. Jika 0,1 < NBi 40
a. m =
b. h =
c.
untuk sumbu y
-
Soal Latihan 1. Hitunglah waktu yang diperlukan bila apel dengan diameter 10 cm dan suhu pusat
18 diletakkan pada air bersuhu 4 . Suhu awal apel 25 , koefiesien pindah panas konveksi air sebesar 75 W/ m
2 . Konduktivitas termal 1,836 W/m . Panas spesifik (Cp) 2,6 kJ/kg dan densitas 580 kg/m3.
2. Bejana uap berjaket memiliki luas permukaan pindah panas bagian dalam sebesar
0,45 m2 yang didalamnya terdapat produk. Produk dipanaskan dan suhu 10
sampai 100 , produk mengandung 75 % air, 25 % protein. Koefisien pindah panas total bagian dalam 900 W/m
2 . Bejana dapat menampung 60 kg produk. Uap kondensasi sebesar 120 . Hitunglah waktu yang dibutuhkan hingga proses berakhir jika diketahui Cp air = 4186,8 J/kgK, koefisien protein 837,36 J/kgK
dengan asumsi tahanan internal diabaikan.
Tugas
1. Sebuah apel berdiameter 5cm didnginkan dan suhu 22 menjadi 5 dalam air dingin bersuhu -32 . Koefisien pindah panas konveksi 15 W/m . Termal konduktivitas 0,355 W/m . Panas spesifik 36 kJ/kg dan dan densitas 820 kg/m
3. Hitung waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu pusat apel menjadi 0
! 2. Hitunglah waktu yang diperlukan bila ikan berdiameter 9 cm suhu pusat ikan 15
diletakkan pada air bersuhu 5 Suhu awal ikan sebesar 25 , koefisien pindah panas konveksi air 75 W/m , konduktivitas termal 1,836 W/m . Panas spesifik (Cp) sebesar 2,6 kJ/kg dan densitasnya sebesar 580 kg/m3.
3. Bejana uap berjaket memiliki luas permukaan pindah panas bagian dalam 0,5 m2
yag didalamnya terdapat produk. Produk dipanaskan dari suhu 15 sampai 75 . Produk ini mengandung kadar air 80 % dan protein 20 %. Koefisien pindah panas total bagian dalam 900 W/m
2 . Bejana dapat menampung 50 kg produk. Uap kondensasi sebesar 120 . Hitunglah waktu yang dibutuhkan hingga proses berakhir jika diketahui Cp air = 4186,8 J/kgK, Cp protein 837,36 J/kgK dengan
asumsi tahanan internal diabaikan!
-
MATERI 7
PENDINGINAN DENGAN ES
Prinsip: Penyerapan panas dari produk yang didinginkan oleh media pendingin
(refrigeran)
Refrigeran: Bahan yang bertindak sebagai agen pendingin dengan cara menyerap
panas dari bahan atau benda lain
1. Dalam proses pendinginan terdapat 2 jenis panas, yaitu:
a. Panas sensibel : Energi panas yang digunakan untuk merubah suhu
b. Panas laten : Energi panas yang digunakan untuk merubah sifat
2. Perhitungan kebutuhan refrigerasi
a. Perpindahan panas produk dan es (asumsi suhu es 0 oC)
Q1 = Q2
Mes L = Mproduk Cproduk T
Keterangan:
Mes : massa es (kg)
L : Panas laten air/ kalor es (J/kg)
80 kkal/ kg atau 334,7 kJ/kg
Mproduk : Massa produk (kg)
Cp : Panas jenis (J/kgoC)
T : Perubahan suhu (oC)
b. Perpindahan panas produk dan lingkungan
Keterangan:
q : Laju perpindahan panas (w atau J/s)
k : Konduktivitas wadah (J/smoC)
A : Luas permukaan wadah
T : Perubahan suhu (oC)
x : Tebal wadah (m)
-
Soal Latihan
1. Berapakah jumlah es yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu 60 kg ikan dari
suhu awal 30 oC menjadi 0
oC jika diketahui panas jenis ikan 4 J/g
0 C dan kalor
lebur es 334,7 kJ/kg?
2. Seorang petambak mentransportasikan udang segar sebanyak 50 kg dari Bogor ke
Tasikmalaya menggunakan bak terbuka. Udang tersebut akan dikemas dengan
berat yang sama dalam 5 kotak stereofoam dengan dimensi panjang,lebar, tinggi
dan tebal secara berurutan adalah 50 cm, 50 cm, 20 cm, dan 2 cm. Nilai
konduktivitas streofoam 0,025 W/m0 C. Berapa jumlah es minimal yang harus
disediakan petambak untuk mendinginkan udang dari suhu awal 250C menjadi 0
0
C jika perjalanan memakai waktu 6 jam dan perkiraan cuaca Bogor-Tasikmalaya
suhu 270C dan panas jenis udang 4200 J/kg
0C.
Tugas
1. Amir ingin mentransportasikan ikan bawal segar sebanyak 6 kg dari Jakarta ke
Bandung. Ikan tersebut dikemas dalam streofoam berdimensi (50x60x40x5) cm.
K= 0,025 W/moC. Berapakah jumlah es minimal yang harus disediakan Amir
untuk mendinginkan ikan dari suhu awal 27 oC hingga 0
oC (Cp ikan bawal =
4000 J/kgoC)?
2. Hitung berapa jumlah es yang harus ditambahkan perjamnya untuk mendinginkan
5 ton ikan tuna dalam palka berdimensi (5x5x2x0,2) m. Jika diketahui suhu ikan
tuna 24 oC menuju 0
oC. Suhu lngkungan 30
oC (Cp tuna= 3330 J/kgK, K palka=
0,12 J/cmK)
-
MATERI 8
WAKTU PEMBEKUAN (TIME FREEZING)
Waktu pembekuan adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan suhu
suatu bahan pangan dari suhu awalnya sampai suhu di bawah titik beku yang
diinginkan di bagian titik pusatnya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pembekuan:
1. Produk
2. Alat pembeku
3. Sistem refrigerasi
Tipe alat pembeku:
1. Air blast freezer
2. Contact freezer
3. Immersion freezer
Rumus pernitungan waktu pembekuan (Time freezing)
tf =
(
)
Keterangan
tf = Time freezing (s)
p = Panas laten kristalisasi (J/kg)
= Densitas bahan (Kg/m3)
f = Titik beku (K)
a = Suhu media (K)
L = Tebal produk (m)
P dan Q = Konstanta bentuk
h = Koefisien pindah panas konveksi (W/m2K)
x = Tebal kemasan (m)
K1 = Konduktivitas kemasan (W/mK)
K2 = Konduktivitas produk (W/mK)
Nilai P dan Q
Slab Silinder Bola
P 2 4 6
Q 8 16 24
-
Soal Latihan
1. Sebuah sosis ikan dengan tebal 5 cm dibekukan dengan Air Blast Freezer pada
suhu -30 dengan p = 333.32 kJ/Kg. Produk tersebut memiliki = 103 Kg/m3
dan koefisien pindah panas 30 W/m2K. Sosis tersebut memiliki titik beku -3 dan
K2 = 1,2 W/mK. Hitunglah waktu pembekuan sosis tersebut dalam jam!
2. Sebuah sosis dengan tebal 2 cm dibekukan dengan sistem Air Blast Freezer pada
suhu -28 dengan f = -3 . Tentukan waktu pembekuan apabila diketahui =
1050 Kg/m3, p = 248,25 kJ/Kg, h = 30 W/mK, dan K2 = 0,127 W/mK, ketebalan
kemasan 0,5 cm dan K1 = 0,026 W/mK.
Tugas
1. Daging tuna berbentuk silinder dibekukan menggunakan contact plat freezer
bersuhu -35 , titik beku bahan -5 . Jika diketahui densitas bahan 1050 Kg/m3,
panas laten kristalisasi 248,25 KJ/Kg dan konduktivitas panas produk sebesar
1108 W/mK. Koefisien pindah panas permukaan 30 W/m2K, tebal produk 0,5 m.
Tentukan waktu pembekuan daging tuna tersebut!
2. Dari soal nomor 1 jika daging tersebut dikemas dengan bahan kemasan setebal 1
cm dan konduktivitas panas kemasan sebesar 0,026 W/mK. Tentukanlah waktu
pembekuannya!
-
MATERI 9
BEBAN REFRIGRASI
Beban refrigerasi/pendingin adalah total paas yang harus dihilangkan untuk
mendapatkan penurunan suhu yang diinginkan. Parameter yang digunakan untuk
mengetahui kemampuan refrigerator :
1. Jumlah panas yang dipindahkan dari produk ke refrigerasi
2. Beban pendingin
3. Laju alir refrigeran
4. Kerja pada kompresor
5. Panas yang dilepaskan kondensor
6. Panas yang diserap refrigeran di evaporator
7. Koefisien kinerja dari sistem refrigerasi (Coeffiecient of Performance)
Refrigeran adalah fluida yang digunakan untuk mendinginkan lingkungan
bersuhu rendah dan membuang panas ke lingkungan yang bersuhu tinggi. Jenis-
jenis refrigeran di antaranya : CFC alias Freon (R-11, R-12, R-21, R-22, dan R-
502.
Kompresor (w)
qw = m (H3 H2)
Kondensor (c)
qc = m (H3 H1)
Evaporator (e)
Qe = m (H2 H1)
Coefficient of Performance (COP)
COP =
=
Kondensor
Expansion valve Kompresor
Evaporator
Keterangan
qw : Kerja pada refrigeran pd proses
isentropik / kompresor (kW)
m : Laju alir massa refrigeran (kg/s)
H3 : Entalpi refrigeran pd akhir langkah
kompresi (kJ/kg)
H2 : Entalpi refrigeran pd awal langkah
kompresi (kJ/kg)
qc : Laju panas yg dipertukarkan di
kondensor (kW)
H1 : Entalpi refrigeran keluar dari
kondensor (kJ/kg)
qe : Laju panas yang dipetukarkan di
evaporator (kW)
Diagram hubungan
Tekanan (P) dan
Entalpi (H)
-
Soal Latihan
1. Sebuah pendingin dengan refrigerant Freon 12 sebanyak 1kg, memiliki suhu
kondensor 27 o
C dan suhu evaporator -29.80 oC. Tentukan tekanan pada sisi
tinggi, tekanan pada sisi rendah, COP, qw,qe, dan qe.
2. Sebuah ruang pendingin dengan refrigerant Freon 12 sebanyak 1kg, memiliki
DB= 40 o
C, RH 80 %, dan suhu evaporator 14 F. Tentukan p1, p2, dan kapasitas
refigerasi persatuan berat.
Tugas
1. Sebuah ruang pendingin dengan refrigerant Freon sebanyak 1 kg memiliki suhu
kondensor 100 F dan suhu evaporator 30 F. Tentukan p1, p2, dan COP.
2. Jika produk tersebut disimpan dalam cold storage dipertahankan pada suhu -20 oC. Unit refrigerant tersebut beroperasi dengan refrigerant R-12 dengan suhu
evaporator -25 oC, dan suhu kondensor 40
oC. Beban refrigerasi 25 ton refrigerasi
dan unit refrigerasi beroperasi pada kondisis jenuh, hitunglah;
a. Laju alir sirkulasi refrigerasi
b. COP
c. Kerja kompresor (dalam satuan KW), jika diasumsikan efisiensi kompresor 85
%.
*untuk poin a (ton refrigerasi= (H2-H1)x m/ 12000)
-
MATERI 10
PSYCHROMETRIC CHART
Soal Latihan
1. Tentukan RH dan dew point dengan grafik psychrometric jika diketahui dry bulb
40 oC, kelembaban 28.5 g H2O/kg udara kering.
2. Pemanasan kadar kelembaban konstan udara basah pada suhu 38 oC dan
kelembaban relatif 48 %. Pemanasan dilakukan hingga suhu 86 oC, tentukan:
a. Kalor yang ditambahkan per m3 udara basah.
b. Dew point.
Tugas
1. Hitung kelembaban absolut dan wet bulb jika diketahui kelembaban relatif sebesar
50% dan suhu bola kering 60 C.
2. Sebanyak 100 kg udara kering memiliki suhu bola kering 80 oC dengan
kelembaban relatif 10 %, udara keluar dengan suhu 50 oC pada entalpi yang sama.
Estimasikan jumlah H2O yang dibutuhkan untuk dikeluarkan per udara kering.
3. Udara basah dengan suhu bola kering 25 oC dan kelembaban absolut 0.009 kg/kg,
hitung:
a. Dew point
b. Wet bulb
c. Entalpi
-
MATERI 11
PENGERINGAN
Pengeringan merupakan suatu proses yang digunakan untuk mengurangi
kadar air suatu bahan dengan cara penguapan. Proses yang terjadi adalah pindah
panas dari alat pengering dan difusi air (pindah massa) dari bahan yang
dikeringkan. Pindah massa air tersebut memerlukan peubahan fase air dari cair
menjadi uap atau dari beku menjadi uap (pada pengeringan beku/freeze drying).
Jenis-jenis pengeringan:
1. Pengeringan alamiah (Panas matahari)
Pengeringan Sederhana (Penjemuran), adalah proses pembuangan atau
penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air suatu
bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang seimbang dengan
kelembaban nisbi udara atmosfir.
2. Pengeringan bahan bakar
Bahan Bakar digunakan sebagai sumber panas (bahan bakar cair, padat dan
listrik) contohnya: arang, batu bara dan kayu.
Contoh alat pengeringan:
a. Tray Dryer, yaitu alat pengering berbentuk rak dan digunakan untuk
produk yang jumlahnya tidak terlalu banyak.
b. Rotary Dryer, Pengering kontak langsung yang beroperasi secara kontinyu, terdiri atas cangkang silinder yang berputarperlahan, biasanya
dimiringkan beberapa derajat dari bidang horizontal untuk membantu
perpindahan umpan basah yang dimasukkan pada atas ujung drum.
-
c. Spray Dryer, yaitu alat pengering yang cocok untuk bahan yang berbentuk larutan yang sangat kental serta berbentuk pasta (susu,zat
pewarna, bahan farmasi).
d. Freeze Dryer, alat pengering yang cocok untuk padatan yang sangat sensitif panas (bahan bioteknologis tertentu, bahan farmasi, pangan
dengan kandungan flavor tinggi. Penggunaan menggunakan alat
pengering ini akan menghasilkan produk bermutu tinggi dibandingkan
dengan teknik dehidrasi lain.