Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional ... · sederhana namun memiliki kelemahan yaitu berat dan volume dari ... alat pendingin adalah -2oC yang dicapai pada menit

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-5

1

Abstrak— Kesegaran ikan merupakan faktor utama

yang menentukan harga jual dari ikan tersebut. Untuk menjaga

kesegaran ikan, para nelayan tradisional umumnya menggunakan

metode pendinginan ikan dengan menggunakan es basah yang

sederhana namun memiliki kelemahan yaitu berat dan volume dari

es basah yang cukup besar sehingga akan mengurangi jumlah

muatan ikan. Media penyimpanan ikan merupakan faktor lain

yang dapat mempengaruhi kualitas ikan. Penelitian ini bertujuan

untuk merancang alat pendingin berupa coolbox dengan

penambahan media pendingin berupa uap es kering. Dalam

penelitian ini dilakukan percobaan dengan melakukan variasi

jumlah dari es basah dan es kering yang dimasukkan dalam 2 buah

coolbox yang berbeda yang saling berhubungan dengan kapasitas

total 100 liter. Pada percobaan ini digunakan kipas untuk

mengalirkan paksa uap es kering dari coolbox 2 ke dalam coolbox

1, serta digunakan juga thermostat untuk menjaga suhu coolbox

pada -2oC sampai 2oC. Dari percobaan diperoleh perbandingan

antara beban ikan, es basah, dan es kering yang paling baik adalah

1 : 0,63 : 0,37 yang mampu menghasilkan suhu terendah -2oC

dalam waktu 120 menit dan lama waktu pendinginan total adalah

51 jam 50 menit.

Kata Kunci—Cool box, Es Basah, Es Kering, Pendinginan Ikan

I. PENDAHULUAN

NDONESIA merupakan negara yang memiliki wilayah

perairan yang lebih besar bila dibandingkan dengan

wilayah daratannya, sehingga Indonesia memiliki potensi

sumber daya ikan yang lebih besar.

Ikan laut sebagian besar ditangkap oleh nelayan

tradisional, kemudian disimpan di ruang muat kapal selama

berhari-hari selama pelayaran hingga sampai pendistribusian

dan akhirnya dikonsumsi oleh para konsumen.

Permasalahan yang sering dihadapi oleh nelayan

tradisional adalah mengenai pemasaran hasil produksi ikan

dan penanganannya. Nelayan mengharapkan agar ikan hasil

tangkapannya tetap segar sampai di tangan konsumen dengan

harga jual yang tinggi, namun faktanya hasil tangkapan ikan

yang akan dijual ke konsumen sering mengalami perubahan,

baik perubahan fisik maupun kimia dan secara bertahap

mengarah ke pembusukan yang mengakibatkan harga jual ikan

menjadi rendah[1].

Lamanya waktu yang diperlukan untuk menangkap

ikan, tingginya temperatur ruang penyimpanan hasil

tangkapan, cara penangkapan, serta penanganan hasil

tangkapan yang kurang tepat merupakan berbagai faktor yang

dapat menyebabkan menurunnya kesegaran dan mutu ikan

hasil tangkapan[2].

Cara umum yang paling sering dipakai oleh nelayan

tradisional untuk mempertahankan kesegaran ikan adalah

dengan pendinginan. Pada dasarnya pendinginan ini bertujuan

untuk menghambat berkembangnya bakteri yang dapat

memicu terjadinya pembusukan pada ikan[3]. Pada proses ini

nelayan tradisional menggunakan es balok (es basah).

Penggunaan es basah sebagai media pendingin di

kapal ikan memang sederhana, namun hal ini terdapat banyak

kelemahan diantaranya adalah sifat dari es basah yang mudah

mencair sehingga temperatur ruang muat cepat meningkat

yang dapat menyebabkan ikan menjadi lebih cepat busuk.

Selain itu volume dan berat es basah yang besar sangat

memerlukan tempat yang banyak dan akibatnya akan

mengurangi hasil tangkapan. Selain dengan menggunakan

media pendingin es basah saja, ada juga nelayan yang

mencampurkan garam ke es basah dan ikan untuk

mengawetkan ikan lebih lama tetapi cara ini dapat

menyebabkan perubahan rasa ikan menjadi lebih asin. Selain

dengan cara pendinginan, terdapat juga nelayan yang

menggunakan formalin untuk mengawetkan ikan hasil

tangkapannya. Secara kasat mata memang ikan tersebut

terlihat baik tetapi kandungan formalin yang ada pada ikan

tersebut akan menyebabkan gangguan kesehatan bagi

siapapun yang menkonsumsinya[4].

Alternatif yang bisa dipakai untuk masalah

pendinginan di kapal ikan tersebut, salah satunya adalah

dengan menggunakan es kering. Es kering merupakan CO2

yang dipadatkan. Penggunaan gabungan media pendingin

antara es baasah dan es kering dapat menggabungkan

kelebihan dari keduanya. Es balok sebagai pendingin produk,

sedangkan Es kering sebagai pendingin sistem. Kelebihan dari

es kering adalah dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Es

kering juga lebih ringan sehingga ruang muat bisa

dimaksimalkan untuk hasil tangkapan ikan dengan adanya

pengurangan dari jumlah es basah. Selain itu es kering juga

bersuhu rendah (hingga mencapai -780C). Es kering juga

berkualitas tinggi dengan kemurnian 99,98%, tidak berbau,

tidak mengandung alkohol dan memiliki tingkat kesusutan

yang rendah[5]. Penerapan sistem pendinginan yang tepat juga

akan menjaga kualitas ikan tetap bagus. Penelitian ini bertujuan untuk merancang suatu

sistem pendingin alternatif dengan penambahan media

pendingin es kering dan kemudian juga dilakukan uji performa

dari rancangan sistem pendingin tersebut.

Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan

Tradisional Dengan Memanfaatkan Uap Es Kering

Alwi Asy’ari Aziz, Alam Baheramsyah dan Beni Cahyono

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: [email protected] dan [email protected]

I

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


2

II. METODE PENELITIAN

Metode yang digunakan dalam penelitian ini berbasis

experimental, yakni dengan pembuatan alat pendingin, dan

selanjutnya dilakukan percobaan dengan beberapa variasi.

Metode penelitian ini dilakukan dengan tahapan pengerjaan

yang dapat diuraikan sebagai berikut :

A. Study Literatur

Pada tahap ini dilaksanakan pengumpulan bahan pustaka

dan literatur – literatur yang diperlukan. Literatur yang

didapatkan berasal dari buku, jurnal, laporan tugas akhir, serta

dari internet. Literatur yang diambil berkaitan dengan ilmu

pengolahan dan pengawetan ikan, berbagai cara pengawetan

ikan, es kering, es basah, perpindahan panas dan isolator

panas, penggunaan coolbox, serta materi lain sebagai

penunjang. Selain itu dilakukan review mengenai hasil

penelitian sejenis yang telah dilakukan sebelumnya.

B. Pengumpulan Data

Pada tahap ini dilaksanakan pengumpulan data di lapangan

untuk mendapatkan data-data yang diperlukan untuk

merancang serta menganalisa performa sistem pendingin. Data

yang diperoleh yakni berupa dimensi dan kapasitas coolbox

yang digunakan oleh nelayan tradisional. Selain itu juga

dilakukan eksperimen dalam skala laboratorium untuk

mendapatkan data pendukung dalam proses perancangan alat.

C. Perancangan Alat

Pada tahap ini coolbox yang banyak dipakai nelayan

tradisional dimodifikasi menjadi 2 buah kotak. Kotak pertama

adalah sebagi tempat beban pendingin. Kotak pertama

merupkan tempat beban pendingin atau tempat ikan yang akan

didinginkan dan juga tempat peletakan es basah. Kotak yang

kedua adalah sebagai alat pendingin. Kotak kedua merupakan

tempat peletakan es kering yang dilengkapi dengan kipas untuk

menghasilkan aliran paksa uap es kering ke kotak pertama.

Peralatan in juga dilengkapi dengan thermostat yang berfungsi

sebagi thermometer untuk mengetahui suhu pada ruang beban

pendingin tersebut, selain itu juga berfungsi untuk memutus

dan menyambung aliran listrik pada kipas jika suhu ruangan

tersebut telah mencapai suhu tertentu. Dinding coolbox diisi

dengan isolator yang terdiri dari polyurethane dan juga

fiberglass untuk menahan panas yang keluar dan masuk

coolbox. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar

berikut ini.

Gambar. 1. Pandangan Samping Desain Alat Pendingin

Gambar. 2. Pandangan Atas Desain Alat Pendingin

Dimensi dari design coolbox adalah sebagai berikut :

Data Coolbox 1

Panjang : 0,95 m

Lebar : 0,62 m

Tinggi : 0,53 m

Tebal Isolator : 0,06 m

Data Coolbox 2

Panjang : 0,43 m

Lebar : 0,37 m

Tinggi : 0,53 m

Tebal Isolator : 0,06 m

D. Percobaan Performa Coolbox

Pada tahap ini dilakukan percobaan dengan memvariasikan

jumlah es basah dan es kering. Selain itu juga digunakan ikan

sebagai pembebanannya. Percobaan dilakukan untuk

mengetahui suhu serta lama waktu yang mampu dicapai oleh

sistem tersebut. Kemudian dilakukan analisa terhadap hasil

percobaan.

Variasi percobaan yang dilaksanakan sebagai berikut :

1. Ikan:Es Basah =78 kg : 78kg

2. Ikan:Es Kering =78 kg : 45kg



5. Ikan:Es Basah:Es Kering =95 kg : 60kg : 35 kg

6. Ikan:Es Basah:Es Kering =105kg : 50kg : 35 kg

7. Ikan:Es Basah:Es Kering =125kg : 30kg : 35 kg

III. ANALISA DATA

A. Perhitungan Beban Pendingin

Dari hukum thermodinamika dua yang menyatakan bahwa

besar energi atau kalor yang berpindah dari suatu sisi atau

ruang ke ruangan yang lain adalah sebesar pengurangan energi

pada ruang tersebut. Dalam perhitungan yang dilakukan,

persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut[6]:

Qes = QIkan + QInfiltrasi + QDinding + QTambahan (1)

Dimana :

Qes :Energi yang diperlukan untuk es mencair

seluruhnya, (kkal)


3

QIkan :Energi atau kalor yang dilepaskan ikan untuk

mencapai temperatur 00C, (kkal)

QInfiltrasi :Energi atau kalor yang masuk dan keluar ruang

penyimpanan ikan laut saat proses buka tutup pintu,

(kkal)

QDinding :Kerugian kalor melalui dinding ruang penyimpanan

ikan laut, (kkal)

QEs, merupakan energi atau kalor yang diperlukan oleh es

untuk mencair, besarnya dapat diketahui dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut :

QEs = m x hsf (2)

Dimana :

m : Massa atau jumlah es, (kg)

hsf : Nilai Entalpy (kcal/kg)

Beban Produk

Beban produk, yaitu beban kalor yang dilepaskan oleh produk

selama proses pembekuan dan penyimpananya. besarnya kalor

yang dilepas, digunakan persamaan:

QIkan = m . c . ΔT (3)

Dimana :

Q : Kalor (Kcal)

m : Massa (kg)

c : Kalor Jenis kkal/kg oC

ΔT : Perbedaan temperatur (oC)

Beban Infiltrasi

Beban panas ini terjadi karena adanya pertukaran udara dari

luar kedalam ruang pendingin baik yang disengaja ataupun

yang tidak disengaja.Untuk menghitung jumlah beban

pertukaran udara dapat menggunakan persamaan sebagai

berikut :

QInfiltrasi= V x ρ x (ho - hi) (4)

Dimana :

Q : Kalor (Kcal)

V : Volume Cold Storage (m3)

ρ : Berat jenis udara kg/m3

ho : Entalpi udara luar (kcal/kg)

hi : Entalpi Udara dalam (kcal/kg)

Beban Transmisi

Persamaan untuk menghitung sumber panas akibat konduksi

dan konveksi yang melalui seluruh permukaan adalah :

q = U . A . (to – ti) (5)

Dimana :

U = 1/(Rtotal) . A (6)

Perpindahan panas pada dinding isolasi coolbox yang terdiri

dari beberapa bahan, koefisien perpindahan panas dapat

dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

1

𝑈=

1

𝑓𝑜+

𝑥1

𝑘1 …

𝑥𝑛

𝑘𝑛+

1

𝑓𝑖 (7)

Dimana :

f0 = Koefisien konveksi udara luar ruangan

fi = Koefisien konveksi udara dalam ruangan

x = Tebal bahan (m)

k = Konduktifitas panas bahan (Kkal/h m oC)

B. Analisa Hasil Percobaan

1.) Percobaan Variasi Media Pendingin

Pada percobaan ini dilakukan 2 variasi percobaan untuk

masing-masing beban ikan sebanyak 78 kg. Percobaan

pertama dengan menggunakan media pendingin 78 kg es

basah, sedangkan percobaan kedua dengan media pendingin

45 kg es kering.

Dari hasil percobaaan didapatkan grafik temperatur

berbanding waktu sebagai berikut :

Gambar. 3. Grafik Percobaan Variasi Media Pendingin

Dari grafik diatas maka dapat dianalisa sebagai berikut :

Pada percobaan 1 yaitu dengan menggunakan media

pendingin es basah sebanyak 78 kg dengan jumlah

ikan sebanyak 78 kg didapatkan suhu terendah dari

alat pendingin adalah -1oC yang dicapai pada menit

ke-120, dengan rentang waktu pendinginan terbaik

(pada suhu -2oC sampai 5

oC) adalah 1110 menit (18

jam 30 menit). Sedangkan waktu pendinginan total

adalah 2110 menit (35 jam 20 menit).

Pada percobaan 2 yaitu dengan menggunakan media

pendingin es kering sebanyak 45 kg dengan jumlah

ikan sebanyak 78 kg didapatkan suhu terendah dari

alat pendingin adalah -2oC yang dicapai pada menit

ke-220, dengan rentang waktu pendinginan terbaik

(pada suhu -2oC sampai 5

oC) adalah 510 menit (8 jam

30 menit). Sedangkan waktu pendinginan total adalah

1710 menit (28 jam 30 menit).

Dari perbandingan percobaan 1 dan 2, dapat

diketahui bahwa pendinginan dengan menggunakan

media es kering mampu menghasilkan suhu terendah

yang lebih baik daripada pendinginan dengan

menggunakan media pendingin es basah, namun

pendinginan dengan menggunakan media es basah

memiliki rentang waktu pendinginan yang lebih lama

daripada pendinginan dengan menggunakan media es

kering.

Pada percobaan kedua dapat dianalisa bahwa kipas

yang dinyalakan kembali ketika suhu mencapai 2oC


4

dapat menurunkan kembali suhu sistem hingga

mencapai suhu 0 oC.

2.) Percobaan Variasi Jumlah Es Kering

Pada percobaan ini dilakukan 3 variasi percobaan

pendinginan untuk masing-masing beban ikan adalah 78 kg.

Percobaan pertama dengan menggunakan media pendingin 35

kg es kering, percobaan kedua menggunakan media pendingin

45 kg es kering, dan percobaan ketiga menggunakan media

pendingin 55 kg es kering. Pada percobaan ini kipas akan

dimatikan ketika mencapai suhu -2oC dan akan dinyalakan

lagi ketika mencapai suhu 2oC.



Gambar. 4. Grafik Percobaan Variasi Jumlah Es Kering

Pada percobaan pertama yaitu dengan menggunakan

media pendingin es kering sebanyak 45 kg dengan

jumlah ikan sebanyak 78 kg, didapatkan suhu

terendah dari alat pendingin adalah -2oC yang dicapai

pada menit ke-220, dengan rentang waktu

pendinginan terbaik (pada suhu -2oC sampai 5

oC)

adalah 510 menit (8 jam 30 menit). Sedangkan waktu

pendinginan total adalah 1710 menit (28 jam 30

menit).

Pada percobaan kedua yaitu dengan menggunakan



terendah dari alat pendingin adalah -2oC yang dicapai

2 kali pada menit ke-160 dan menit ke-480, dengan

rentang waktu pendinginan terbaik (pada suhu -2oC

sampai 5oC) adalah 1130 menit (18 jam 50 menit).

Sedangkan waktu pendinginan total adalah 2010

menit (33 jam 30 menit).

Pada percobaan ketiga yaitu dengan menggunakan



terendah dari alat pendingin adalah 1oC yang dicapai



oC)

adalah 290 menit (4 jam 50 menit). Sedangkan waktu

pendinginan total adalah 1120 menit (18 jam 40

menit).

Dari perbandingan percobaan tersebut dapat dianalisa

bahwa semakin banyak jumlah media pendingin es

kering yang digunakan maka suhu yang di capai juga

akan semakin rendah dan rentang waktu pendinginan

yang dicapai juga akan semakin lama.

Pada percobaan tersebut, kipas yang dimatikan ketika

suhu mencapai -2oC dapat memperpanjang waktu

pendinginan.

Pada percobaan tersebut, kipas yang dinyalakan

kembali ketika suhu mencapai 2oC dapat menurunkan

kembali suhu sistem.

3.) Percobaan Variasi Jumlah Es Kering

Pada percobaan ini dilakukan 3 variasi percobaan

pendinginan dengan kombinasi media pendingin es basah dan

es kering dengan masing-masing media pendingin es kering

adalah 35 kg. Untuk percobaan pertama dengan menggunakan

media pendingin 60 kg es basah dan 95 kg beban ikan,

percobaan kedua menggunakan media pendingin 50 kg es

basah dan 105 kg beban ikan, dan percobaan ketiga

menggunakan media pendingin 30 kg es basah dan 125 kg

beban ikan. Pada percobaan ini kipas akan dimatikan ketika

mencapai suhu -2oC dan akan dinyalakan lagi ketika mencapai

suhu 2oC.



Gambar. 5. Grafik Percobaan Variasi Jumlah Es Basah

Pada percobaan pertama yaitu dengan menggunakan

media pendingin es kering sebanyak 35 kg dan es

basah 60 kg dengan jumlah ikan sebanyak 95 kg.

Dari hasil percobaan ini didapatkan suhu terendah

dari alat pendingin adalah -2oC yang mampu dicapai

dua kali yaitu pada menit ke-120 dan menit ke-980,

dengan rentang waktu pendinginan terbaik (pada

suhu -2oC sampai 5

oC) adalah 2160 menit (36 jam).

Sedangkan waktu pendinginan total adalah 3110

menit (51 jam 50 menit).

Pada percobaan kedua yaitu dengan menggunakan







oC)

adalah 1480 menit (24 jam 40 menit). Sedangkan

waktu pendinginan total adalah 2850 menit (47 jam

30 menit).

Pada percobaan ketiga yaitu dengan menggunakan







5


oC)

adalah 980 menit (16 jam 20 menit). Sedangkan

waktu pendinginan total adalah 2150 menit (35 jam

50 menit).

Dari perbandingan percobaan tersebut dapat dianalisa

bahwa dengan pengurangan jumlah media pendingin

es basah dan penambahan jumlah ikan, maka akan

menyebabkan temperatur sistem lebih tinggi dan

rentang waktu pendinginan akan semakin pendek.

Pada percobaan tersebut, kipas yang dimatikan ketika

suhu mencapai -2oC dapat memperpanjang waktu

pendinginan.

Pada percobaan tersebut, kipas yang dinyalakan

kembali ketika suhu mencapai 2oC dapat menurunkan

kembali suhu sistem.

IV. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil percobaan serta estimasi

perhitungan yang telah dilakukan maka dapat diambil

beberapa kesimpulan :

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, diketahui

bahwa alat pendingin yang dirancang dengan

penambahan media pendingin uap es kering dapat

digunakan sebagai pendingin ikan karena mampu

menghasilkan suhu dibawah 0oC. Material insulasi

serta Thermostat yang digunakan pada sistem ini

dapat memperpanjang waktu pendinginan.

Dari hasil percobaan diperoleh bahwa waktu tercepat

yang dihasilkan alat pendingin untuk mencapai suhu

terendah hingga -2oC adalah 120 menit (2 jam).

Untuk rentang waktu pendinginan paling lama yang

mampu dicapai alat pendingin adalah 3110 menit (51

jam 50 menit).

Dari hasil percobaan diperoleh bahwa perbandingan

antara beban ikan, es basah, dan es kering dengan

performa terbaik untuk mencapai suhu terendah dan

rentang waktu pendinginan yang paling lama

adalah 1 : 0,63 : 0,37.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis ucpakan terima kasih banyak kepada semua pihak

yang turut serta membantu dalam proses pengerjaan penelitian

ini, terutama kepada pihak sponsor yang telah memberikan

dukungan finansial selama pengerjaan penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Maulidy, Syukry. 2011. “Analisa Teknis dan Ekonomis Penggunaan Es

Kering Sebagai Pendingin Ruang Muat Pada Kapal Ikan Tradisional”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

[2] Baheramsyah, A. 2007. “Sistem Pendinginan Ruang Palka Ikan Dengan

CO2 Yang Disrkulasikan”, Prosiding Seminar Nasional Tahunan IV., hal. 1-7.

[3] Ilyas, Sofyan., 1983,“Teknologi Refrigerasi Hasil Perikanan, Teknik

Pendingin Ikan,” CV. Paripurna, Jakarta. [4] Semin, Baheramsyah A., Amiadji, Abdul Rahim Ismail. 2011. “Effect of

Dry Ice Application in Fish Hold of Fishing Boat on the Fish Quality

and Fisherman Income”, American Journal of Applied Sciences,8(12), hal.1263-1267.

[5] Kurniawan, Riki Andri. 2011. “Desain dan Analisa Performa Ruang

Pendingin Kapal Ikan Tradisional dengan Media Pendingin Es Kering”,

Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS, Surabaya.

[6] Sayogyo, Adi. 2006. “Studi Media Pendingin Ikan Pada Kapal Ikan

Tradisional”, Tugas Akhir S-1, Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS,

Surabaya.

Documents

Desain Sistem Pendingin Ruang Muat Kapal Ikan Tradisional ... · sederhana namun memiliki kelemahan yaitu berat dan volume dari ... alat pendingin adalah -2oC yang dicapai pada menit