pemakaian slurry ice untuk menjaga kesegaran ikan tuna
Karakteristik Ice Slurry (Heat transfer dan Pressure Drop)
Riset tentang ice slurry banyak ditujukan tentang aliran ice slurry untuk mengetahui karakteristik thermofluida. Contohnya adalah Gupla dan Frazer (1990) yang menjelaskan ice slurry menggunakan 6% ethylene glycol dengan fraksi es pada ice slurry 0%-20% dan debit antara 1,18 m3/hour dan 2,16 m3/hour serta ukuran ice slurry 0,125 mm dan 0,625 mm pada heat exchanger menghasilkan kesimpulan bahwa kenaikan total koefisien perpindahan kalor sebanding dengan debit dan berbanding terbalik dengan kenaikan fraksi es, tekanan jatuh konstan sampai ice fraction 20% dan naik cepat pada kenaikan fraksi es lebih dari 20%. Sedangkan Kauffeld (1999) melakukan riset dengan membandingkan campuran etanol dan campuran potassium carbonate sebagai bahan ice slurry. Untuk larutan etanol menghasilkan partikel es yang kecil mempunyai koefisien perpindahan kalor yang meningkat seiring dengan bertambahnya fraksi es. Sedangkan dengan campuran potassium carbonate menghasilkan partikel es yang besar dan mempunyai koefisien perpindahan kalor yang menurun dengan bertambahnya fraksi es.
Knodel (2000) menyimpulkan bahwa koefisien perpindahan kalor menurun dengan bertambahnya fraksi es, hasil yang serupa dengan penelitian Gupla dan Frazer (1990). Knodel menjelaskan bahwa pengurangan ini terjadi karena perpindahan aliran fluida dari turbulen ke laminar karena faktor fraksi es yang meningkat. Hasil berbeda dilakukan oleh Bellas J, Chaer dan Tassou S.A (2002) yaitu dengan mengukur ice slurry dari campuran 5% propylene glycol pada plate heat exchanger dengan fraksi es antara 0 sampai 25% dan debit antara 1-3,7 m3/hour. Bellas menyimpulkan bahwa kenaikan fraksi es antara 0-20% membuat tekanan jatuh naik sekitar 15% lebih dari jarak debit. Sedangkan total koefisien perpindahan kalor naik secara signifikan dengan bertambahnya debit. Variasi fraksi es tidak terlalu kelihatan pada hasil koefisien perpindahan kalor.
N. Putra, Imansyah, Noviandra dan R. Adiprana (2004) menggunakan ice breaker untuk menghasilkan ice slurry dan heat exchanger menghasilkan koefisien perpindahan kalor naik ketika debit dan fraksi es naik. koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh adalah fungsi dari viscositas, reynold number, ukuran ice crystal dan ice fraction.
Stamatiou dan Kawaji (2005) menguji koefisien perpindahan kalor dengan menggunakan vertical rectangular channels yang diberikan heat flux. Hasil dari riset ini adalah terdapat nilai Nuselt Number (Nu) mengalami kenaikan dengan bertambahnya fraksi es dan dinding heat flux. Dengan kata lain peleburan partikel es pada awal pipa karena heat flux sehingga temperatur menjadi relatif rendah, sehingga peranan perpindahan konveksi lebih tinggi dibanding konduksi. Selain itu, kecepatan dipinggir dinding pipa berkuran ketika diberi heat flux, hal ini disebabkan karena tidak terdapatnya ice fraction di pinggir diding panas, sedangkan kecepatan pada fluida murni tidak berpengaruh ketika diberi heat flux.
Lee D.W., Yoon, E.S., Joo, M.C. dan Sharma, A (2006) melakukan penelitian perpindahan kalor dengan menggunakan 6,5% ethylene glycol pada pipa tembaga diameter 13,84 mm panjang 1500 mm, ice slurry diberikan sirkulasi air panas pada test section pada mass flux antara 800-3500 kg/m2s dan fraksi es antara 0-25%. Hasil penelitian ini adalah koefisien perpindahan kalor meningkat dengan pertambahan debit dan fraksi es, namun efek fraksi es tidak terlalu siginifikan pada debit tinggi. Pada area debit rendah terjadi kenaikan yang tajam pada koefisien perpindahan kalor pada fraksi es lebih dari 10%.
Niezgoda-Zelasko (2006), Niezgoda-Zelasko-Zalewski (2006) dan Grozdek (2009) melakukan penelitian tentang perpindahan kalor dan tekanan jatuh pada ice slurry dari 10% ethanol dengan menggunakan pipa horisontal yang dipanaskan. Hasilnya adalah pada fraksi es dan kecepatan yang tinggi mempunyai koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh yang tinggi juga. Penggunaan heat flux mempengaruhi sedikit koefisien perpindahan kalor. Pada fraksi es antara 10-15% mempunyai heat transfer coefficient yang naik secara perlahan pada aliran laminar dan tidak ada kenaikan pada aliran turbulen dibanding dengan aliran satu fasa. Melawati nilai tersebut mempunyai kenaikan heat transfer coefficient yang tinggi.
Jean Pierre Nedecarrats-Francoise Strub-Chistophe Peuverl (2009) menggunakan pipa corrugated dengan diberi heat flux pada dinding pada kecepatan ice slurry 0,3-1,9 m/s dan ice fraction 0-30%. Didapatkan hasil bahwa nilai tekanan jatuh dan koefisien perpindahan kalor naik seiring dengan bertambahnya fraksi es dan kecepatan. Pada penelitian ini ditemukan nilai kritis antara tekanan jatuh dan perpindahan kalor yang menjadi titik turun sebelum naik kembali. Perbandingan pipa corrugated dengan pipa halus untuk ice slurry adalah nilai koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh lebih tinggi sekitar 2,5 kali dibanding hasil dari pipa halus.
Penjelasan singkat diatas dapat disimpulkan bahwa karekteristik ice slurry dipengaruhi oleh larutan pembentuk ice slurry, debit, fraksi es, dan ukuran kristal. Namun hasil diatas masih belum dapat diterima secara luas untuk menghitung perpindahan kalor dan tekanan jatuh dalam heat exchanger (Ayel et al,.2003). Sehingga masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang sifat-sifat aliran ice slurry.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/karakteristik-ice-slurry-heat-transfer-dan-pressure-drop/
Knodel (2000) menyimpulkan bahwa koefisien perpindahan kalor menurun dengan bertambahnya fraksi es, hasil yang serupa dengan penelitian Gupla dan Frazer (1990). Knodel menjelaskan bahwa pengurangan ini terjadi karena perpindahan aliran fluida dari turbulen ke laminar karena faktor fraksi es yang meningkat. Hasil berbeda dilakukan oleh Bellas J, Chaer dan Tassou S.A (2002) yaitu dengan mengukur ice slurry dari campuran 5% propylene glycol pada plate heat exchanger dengan fraksi es antara 0 sampai 25% dan debit antara 1-3,7 m3/hour. Bellas menyimpulkan bahwa kenaikan fraksi es antara 0-20% membuat tekanan jatuh naik sekitar 15% lebih dari jarak debit. Sedangkan total koefisien perpindahan kalor naik secara signifikan dengan bertambahnya debit. Variasi fraksi es tidak terlalu kelihatan pada hasil koefisien perpindahan kalor.
N. Putra, Imansyah, Noviandra dan R. Adiprana (2004) menggunakan ice breaker untuk menghasilkan ice slurry dan heat exchanger menghasilkan koefisien perpindahan kalor naik ketika debit dan fraksi es naik. koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh adalah fungsi dari viscositas, reynold number, ukuran ice crystal dan ice fraction.
Stamatiou dan Kawaji (2005) menguji koefisien perpindahan kalor dengan menggunakan vertical rectangular channels yang diberikan heat flux. Hasil dari riset ini adalah terdapat nilai Nuselt Number (Nu) mengalami kenaikan dengan bertambahnya fraksi es dan dinding heat flux. Dengan kata lain peleburan partikel es pada awal pipa karena heat flux sehingga temperatur menjadi relatif rendah, sehingga peranan perpindahan konveksi lebih tinggi dibanding konduksi. Selain itu, kecepatan dipinggir dinding pipa berkuran ketika diberi heat flux, hal ini disebabkan karena tidak terdapatnya ice fraction di pinggir diding panas, sedangkan kecepatan pada fluida murni tidak berpengaruh ketika diberi heat flux.
Lee D.W., Yoon, E.S., Joo, M.C. dan Sharma, A (2006) melakukan penelitian perpindahan kalor dengan menggunakan 6,5% ethylene glycol pada pipa tembaga diameter 13,84 mm panjang 1500 mm, ice slurry diberikan sirkulasi air panas pada test section pada mass flux antara 800-3500 kg/m2s dan fraksi es antara 0-25%. Hasil penelitian ini adalah koefisien perpindahan kalor meningkat dengan pertambahan debit dan fraksi es, namun efek fraksi es tidak terlalu siginifikan pada debit tinggi. Pada area debit rendah terjadi kenaikan yang tajam pada koefisien perpindahan kalor pada fraksi es lebih dari 10%.
Niezgoda-Zelasko (2006), Niezgoda-Zelasko-Zalewski (2006) dan Grozdek (2009) melakukan penelitian tentang perpindahan kalor dan tekanan jatuh pada ice slurry dari 10% ethanol dengan menggunakan pipa horisontal yang dipanaskan. Hasilnya adalah pada fraksi es dan kecepatan yang tinggi mempunyai koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh yang tinggi juga. Penggunaan heat flux mempengaruhi sedikit koefisien perpindahan kalor. Pada fraksi es antara 10-15% mempunyai heat transfer coefficient yang naik secara perlahan pada aliran laminar dan tidak ada kenaikan pada aliran turbulen dibanding dengan aliran satu fasa. Melawati nilai tersebut mempunyai kenaikan heat transfer coefficient yang tinggi.
Jean Pierre Nedecarrats-Francoise Strub-Chistophe Peuverl (2009) menggunakan pipa corrugated dengan diberi heat flux pada dinding pada kecepatan ice slurry 0,3-1,9 m/s dan ice fraction 0-30%. Didapatkan hasil bahwa nilai tekanan jatuh dan koefisien perpindahan kalor naik seiring dengan bertambahnya fraksi es dan kecepatan. Pada penelitian ini ditemukan nilai kritis antara tekanan jatuh dan perpindahan kalor yang menjadi titik turun sebelum naik kembali. Perbandingan pipa corrugated dengan pipa halus untuk ice slurry adalah nilai koefisien perpindahan kalor dan tekanan jatuh lebih tinggi sekitar 2,5 kali dibanding hasil dari pipa halus.
Penjelasan singkat diatas dapat disimpulkan bahwa karekteristik ice slurry dipengaruhi oleh larutan pembentuk ice slurry, debit, fraksi es, dan ukuran kristal. Namun hasil diatas masih belum dapat diterima secara luas untuk menghitung perpindahan kalor dan tekanan jatuh dalam heat exchanger (Ayel et al,.2003). Sehingga masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang sifat-sifat aliran ice slurry.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/karakteristik-ice-slurry-heat-transfer-dan-pressure-drop/
Definisi Ice Slurry
Ice slurry terdiri dari larutan air yang mempunyai kristal es (E Stamatiou et al.,2003). Ice slurry juga didefinisakan sebagai Fine-crystalline Ice Slurry adalah ice slurry dengan partikel es yang memiliki ukuran diameter rata-rata sama dengan atau kurang dari 1 mm (Peter W Egolf et al,.2003).
Secara umum ice slurry mempunyai sifat dan karakteristik fisik sebagai berikut (Nandy P et al,.2006)
Secara umum ice slurry mempunyai sifat dan karakteristik fisik sebagai berikut (Nandy P et al,.2006)
- Larutan dan padatan dengan temperatur sampai -15 oC.
- Dapat dibuat dari larutan brine yang dipakai di bawah nilai titik bekunya dengan beban pendinginan pada temperatur antara -2 oC sampai dengan -50 oC.
- Ice slurry akan menjadi larutan yang mempunyai sifat dan perilaku yang sangat berbeda dengan brine yang melarutkannya.
- Merupakan fluida 2 fasa non-Newtonian pada fraksi es yang tinggi.
- Memerlukan perhitungan pemipaan, pompa, heat exchanger, dan storage tank yang berbeda.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/difinisi-ice-slurry/
Proses Pembentukan Ice Slurry
Secara umum pembentukan ice slurry terdiri dari tiga tahap, yaitu Supersaturation, Nucleation, dan Grow (pertumbuhan). Selain itu terdapat proses attrition, agglomeration dan ripening yang terjadi pada ice slurry generator tertentu (E Stamatiou et al.,2003).
Supersaturation
Supersaturation hanya terjadi apabila gaya pembawa terpenuhi, oleh karena itu supersaturation dari ice slurry membutuhkan larutan. Hal ini membuat larutan tidak dalam kestabilan dan terjadi perbedaan potensial kimia (Δμ) antara fase larutan dan kristal padat. Dimana liquid adalah larutan awal antara air dan pelarut, sedangkan solid adalah fraksi es.
Δμ = μ1iquid(T) – μsolid(T)
Pada kasus pembangkitan ice slurry, larutan supersaturated dengan air terjadi. Setelah awal nucleation ice slurry terbentuk, yang mengurangi supersaturasi pada larutan. Ice crystal dapat terbentuk sampai perbedaan potensial kimia (Δμ) dikurangi pada kondisi saturasi. Perbedaan dalam potensial kimia terjadi karena temperatur atau tekanan pembawa gaya. Supersaturasi dapat terjadi oleh supercooling dari larutan saat setimbang temperatur atau dengan mendapatkan kesetimbangan temperatur melalui perubahan tekanan. Untuk ice slurry artinya larutan harus membawa ke triple point, dimana air secara parsial membeku untuk membuat perbedaan potensial kimia yang dibutuhkan untuk kristalisasi. Pendinginan dan perubahan tekanan adalah dua metode yang diaplikasikan dalam ice slurry generator. Melewati kurva pembekuan dari larutan, temperatur atau tekanan dapat diubah menjadi perbedaan konsentrasi. Laju dari tahap kristalisasi, nucleation dan growth (pertumbuhan) ditentukan oleh level dari surpersaturasi larutan.
Supercooling adalah suatu efek yang sering digunakan untuk teknik memproduksi ice slurry secara baik. Sesuai dengan Hukum Raoult apabila suatu liquid dicampur dengan larutan misalnya methanol, ethylene glycol, propylene glycol, sodium chloride, magnesium chloride, potassium chloride, dan lain-lain, hal ini menjadi larutan yang mempunyai tekanan campuran akan berada diantara tekanan parsial uap kedua komponan yang terikat antara campuran liquid dan membuat titik pendinginan larutan menjadi ikut turun serta mempercepat nucleation.
Nucleation
Dalam larutan supersaturasi, awal nucleasi dapat terbentuk ketika molekul bersama mendapatkan bentuk kelompok stabil. Hal ini dapat terjadi salah satu antara homogeneously atau heterogeneously. Dalam homogeneous nucleation, fase baru terbentuk dari liquid murni yang melewati keadaan fluktuasi dari kelompok molekul, untuk air hanya terjadi pada temperatur rendah biasanya dibawah -40oC (Stamatiou E et al., 2005). Sedangkan untuk heterogeneous nucleation lebih banyak terjadi pada larutan, selain itu permukaan luar yang memberikan objek lain misalnya kotor, partikel dari diniding dapat membantu terjadinya nuclei. Sehingga nucleation dimulai pada temperatur lebih tinggi dibanting homogeneous nucleation. Setelah awal nucleation terjadi nucleation selanjutnya akan mulai terbentuk, hal yang mirip secara teori terhadap konsep pendidihan.
Growth (Pertumbuhan)
Pada pertumbuhan kristal, nuclei membesar untuk menjadi kristal dengan penambahan molekul dari larutan supersaturasi. Secara umum terjadi tiga tahap, yaitu perpindahan masa secara molekul difusi melalui curah larutan melewati lapisan batas sekitar nucleus, penggabungan molekul menuju dinding dan perpindahan panas secara simultan dari kristal ke bagian curah larutan, untuk mindahkan panas meliputi perubahan fase.
Ketiga metode ini terjadi pada tipe scraper ice slurry generator. Pada bagian pertumbuhan dibantu oleh putaran shaft auger yang dapat membantu perpindahan masa dan perpindahan panas. Sebenarnya terdapat beberapa konsep kinerja tentang shafh auger, pertama adalah sebagai pengganggu thermal boundary layer secara simultan untuk mencegah terjadinya ice crystal yang mengendap pada dinding (M J Wang et al,.2001; M j Wang et al,.1996; C W Snoek,.1993 ; S P Gladis et al,.1999), yang kedua menyebutkan bahwa ice crystal dari dinding diedarkan menuju tengah ice slurry generator (A B Russel et al,.1999; H G Schwartzberg et al,.1990; R W Hartel,.1996; A J Armstrong,.1979; D P Patience et al,,2001)
Interaksi antara nukleasi dan pertumbuhan kristal menentukan karakteristik kristal yang terbentuk seperti ukuran, distribusi dan morfologi dari kristal Mullin, J. W. (2001). Ukuran dari kristal sangat dipengaruhi oleh laju kristalisasi, proses pendinginan yang cepat akan menghasilkan ukuran kristal yang kecil dan jumlah yang banyak. Sebaliknya , proses pendinginan yang lambat akan menyebabkan ukuran kristal lebih besar dengan jumlah yang sedikit.
Sedangkan dibawah adalah grafik tentang hubungan pembentukan fraksi es dengan temperatur terhadap waktu pendinginan. Titik t0 ke t1 adalah supercoling sampai supersaturasi, kemudian t1 ke t2 adalah titik dimana terbentuknya fraksi es yang disebut nukleasi, sedangkan t2 ke tf adalah panas sensibel sampai terbentuk nukleasi sempurna (T.A. Mouneer et al,.2011). Fluida air nukleasi penuh akan terjadi pada temperatur -40oC (Stamatiou E et al., 2005). Tingkat nukleasi akan mempengaruhi kwalitas dari pembentukan ice slurry.
Berbeda dengan grafik diatas, meskipun dengan sistem pembuatan ice slurry yang sama, bentuk grafik penurunan temperatur berbeda. Grafik dibawah menunjukan bahwa titik mulai nukleasi dimulai dari kenaikan temperatur. Hal ini sesuai dengan yang dijelaskan tentang pembentukan ice slurry sebelumnya (E. Stamatioua et al,. 2005). Intinya adalah keadaan nukleasi dapat dilihat dari proses kenaikan temperatur setelah titik beku larutan atau ketika proses timbulnya kristal es meskipun tidak terjadi kenaikan temperatur.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/proses-pembentukan-ice-slurry/
Supersaturation
Supersaturation hanya terjadi apabila gaya pembawa terpenuhi, oleh karena itu supersaturation dari ice slurry membutuhkan larutan. Hal ini membuat larutan tidak dalam kestabilan dan terjadi perbedaan potensial kimia (Δμ) antara fase larutan dan kristal padat. Dimana liquid adalah larutan awal antara air dan pelarut, sedangkan solid adalah fraksi es.
Δμ = μ1iquid(T) – μsolid(T)
Pada kasus pembangkitan ice slurry, larutan supersaturated dengan air terjadi. Setelah awal nucleation ice slurry terbentuk, yang mengurangi supersaturasi pada larutan. Ice crystal dapat terbentuk sampai perbedaan potensial kimia (Δμ) dikurangi pada kondisi saturasi. Perbedaan dalam potensial kimia terjadi karena temperatur atau tekanan pembawa gaya. Supersaturasi dapat terjadi oleh supercooling dari larutan saat setimbang temperatur atau dengan mendapatkan kesetimbangan temperatur melalui perubahan tekanan. Untuk ice slurry artinya larutan harus membawa ke triple point, dimana air secara parsial membeku untuk membuat perbedaan potensial kimia yang dibutuhkan untuk kristalisasi. Pendinginan dan perubahan tekanan adalah dua metode yang diaplikasikan dalam ice slurry generator. Melewati kurva pembekuan dari larutan, temperatur atau tekanan dapat diubah menjadi perbedaan konsentrasi. Laju dari tahap kristalisasi, nucleation dan growth (pertumbuhan) ditentukan oleh level dari surpersaturasi larutan.
Supercooling adalah suatu efek yang sering digunakan untuk teknik memproduksi ice slurry secara baik. Sesuai dengan Hukum Raoult apabila suatu liquid dicampur dengan larutan misalnya methanol, ethylene glycol, propylene glycol, sodium chloride, magnesium chloride, potassium chloride, dan lain-lain, hal ini menjadi larutan yang mempunyai tekanan campuran akan berada diantara tekanan parsial uap kedua komponan yang terikat antara campuran liquid dan membuat titik pendinginan larutan menjadi ikut turun serta mempercepat nucleation.
Nucleation
Dalam larutan supersaturasi, awal nucleasi dapat terbentuk ketika molekul bersama mendapatkan bentuk kelompok stabil. Hal ini dapat terjadi salah satu antara homogeneously atau heterogeneously. Dalam homogeneous nucleation, fase baru terbentuk dari liquid murni yang melewati keadaan fluktuasi dari kelompok molekul, untuk air hanya terjadi pada temperatur rendah biasanya dibawah -40oC (Stamatiou E et al., 2005). Sedangkan untuk heterogeneous nucleation lebih banyak terjadi pada larutan, selain itu permukaan luar yang memberikan objek lain misalnya kotor, partikel dari diniding dapat membantu terjadinya nuclei. Sehingga nucleation dimulai pada temperatur lebih tinggi dibanting homogeneous nucleation. Setelah awal nucleation terjadi nucleation selanjutnya akan mulai terbentuk, hal yang mirip secara teori terhadap konsep pendidihan.
Growth (Pertumbuhan)
Pada pertumbuhan kristal, nuclei membesar untuk menjadi kristal dengan penambahan molekul dari larutan supersaturasi. Secara umum terjadi tiga tahap, yaitu perpindahan masa secara molekul difusi melalui curah larutan melewati lapisan batas sekitar nucleus, penggabungan molekul menuju dinding dan perpindahan panas secara simultan dari kristal ke bagian curah larutan, untuk mindahkan panas meliputi perubahan fase.
Ketiga metode ini terjadi pada tipe scraper ice slurry generator. Pada bagian pertumbuhan dibantu oleh putaran shaft auger yang dapat membantu perpindahan masa dan perpindahan panas. Sebenarnya terdapat beberapa konsep kinerja tentang shafh auger, pertama adalah sebagai pengganggu thermal boundary layer secara simultan untuk mencegah terjadinya ice crystal yang mengendap pada dinding (M J Wang et al,.2001; M j Wang et al,.1996; C W Snoek,.1993 ; S P Gladis et al,.1999), yang kedua menyebutkan bahwa ice crystal dari dinding diedarkan menuju tengah ice slurry generator (A B Russel et al,.1999; H G Schwartzberg et al,.1990; R W Hartel,.1996; A J Armstrong,.1979; D P Patience et al,,2001)
Interaksi antara nukleasi dan pertumbuhan kristal menentukan karakteristik kristal yang terbentuk seperti ukuran, distribusi dan morfologi dari kristal Mullin, J. W. (2001). Ukuran dari kristal sangat dipengaruhi oleh laju kristalisasi, proses pendinginan yang cepat akan menghasilkan ukuran kristal yang kecil dan jumlah yang banyak. Sebaliknya , proses pendinginan yang lambat akan menyebabkan ukuran kristal lebih besar dengan jumlah yang sedikit.
 |
| Grafik Hubungan Freezing Point Olahan pribadi dari http://2011.igem.org/Team:KULeuven/Thermodynamics) |
 |
| Grafik Hubungan Temperatur dengan Fraksi Es dan Temperatur (T.A. Mouneer et al,.2011) |
 |
| Hubungan Waktu dengan Temperature dan Torsi Scraper (Frank Qin et al, 2006) |
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/proses-pembentukan-ice-slurry/
Larutan Pembentuk Ice Slurry
Dasar ice slurry adalah pemberian larutan pada air, sehingga larutan mempunyai titik beku rendah untuk membuat perbedaan potensial kimia. Penentuan larutan sangat mempengaruhi nilai dari tingkat keefektifan dari pembentukan ice slurry. Sehingga dalam penentuan larutan beberapa aspek harus diperhatikan yaitu volume kapasitas panas dan viskositas dari larutan, selain itu juga tingkat keracunan, korosi dan biaya untuk penambahan larutan ( Guilpart et al,.2006).
Dibawah ini ditunjukkan kapasitas maksimum dan minimum dari berbagai pelarut yang telah diaplikasikan dalam industri dan masuk dalam jangkauan perhitungan yang biasa digunakan. Dimana x adalah konsentrasi dari pelarut dimana minimum di 0 dan T adalah temperatur dimana maksimal kerja sampai 20o C.
Dibawah ini ditunjukkan kapasitas maksimum dan minimum dari berbagai pelarut yang telah diaplikasikan dalam industri dan masuk dalam jangkauan perhitungan yang biasa digunakan. Dimana x adalah konsentrasi dari pelarut dimana minimum di 0 dan T adalah temperatur dimana maksimal kerja sampai 20o C.
Daftar Komposisi Larutan Yang Telah Dikalkulasi (Guilpart et al,. 2006)
Setiap larutan mempunyai efek masing-masing baik dari segi keracunan, mudah terbakar dan lain-lain. Dengan kata lain sebelum memilih larutan sebagai media ice slurry, perlu dipertimbangkan efek-efeknya. Berikut adalah efek-efek dari pemakaian beberapa larutan.
Beberapa kesimpulan dari tabel diatas adalah EA mudah terbakar dan memabukkan sehingga biasanya pada aplikasi ditambahkan isopropanol atau n-butanol untuk mencegah pengkonsumsian. NH3 mudah menimbulkan korosi serta berbahaya terhadap lingkungan serta NaCl menimbulkan iritasi. Berbeda dengan PG yang bersifat kebalikan dari semua larutan diatas. LD50 oral rat adalah tingkat racun dari tingkat dosis kematian, parameter ini ditunjukkan dalam milligram adiktif per kilogram pada 50% binatang yang terbunuh pada penelitian di labolatorium. Nilai rendah dari LD50 berarti larutan sangat berbahaya dan mematikan. Dari data diatas yang berbahasa dari segi LD50. Parameter ini hanya ada pada larutan dua jenis fluida. (Melinder, 2008).
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/1894/
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/1894/
Ice Slurry Sebagai Pendingin Ikan Nelayan
Terdapat dua aspek lain yang mempengaruhi kwalitas ikan selain pendinginan, yaitu pengerjaan dan kebersiahan. Pengerjaan yaitu memotong bagian yang terluka untuk mencegah efek bakteri, sedangkan kebersihan dapat dilakukan dengan menghilangkan sumber bakteri dengan langsung membersihkan ikan setelah ditangkap dan menggunakan peralatan yang higienis. Namun dari ketiga efek diatas, efek pendinginan sangat dominan dalam menjaga kwalitas ikan.
Pendinginan ikan pada kapal ikan tradisional biasanya menggunakan es batu dan es flake. Dewasa ini, ice slurry menjadi pilihan populer terbaik karena performa ice slurry lebih baik dibanding es flake untuk menjaga kualitas ikan. Ice slurry sebagai pendinginan ikan dapat menjaga agar tidak ada udara antara ikan dan es, sehingga pendinginan ikan menjadi cepat karena luas permukaan bidang kontak lebih besar dan pertumbuhan bakteri menjadi lebih lambat yang membuat memperpanjang daya hidup ikan. (Wang et al,.1999). Selain itu, karena pembuatan ice slurry dengan pemberian konsentrasi larutan, maka titik beku dari larutan yang lebih rendah membuat secara biologi mengaktifkan fungsi protein dan material probiotik dijaga dari bahaya panas (T.Vajda,.1999).
Fungsi lain dari ice slurry terhadap pendinginan ikan adalah waktu pendinginan ikan tiga kali lebih cepat dibanding es flake untuk menurunkan sampai temperatur 2oC (J Paul,.2002).
Es Generator berfungsi sebagai alat penukar kalor dari air laut ke refrigeran sampai temperatur 8oC, kemudian air laut dengan temperatur rendah tersebut mengalir dengan bantuan pompa ke tangki lebih besar untuk menurunkan temperatur. Pada tanki tersebut biasa disebut tangki harvest (pemanen), karena pada tangki ini sistem pembuat ice slurry berada, misalnya scraper dan auger shaft yang membantu mengambil ice slurry yang timbul di dinding tangki. Tangki harvest biasanya dilengkapi oleh injeksi air laut untuk mendorong fraksi es yang berada diatas liquid karena masa jenisnya yang lebih rendah menuju tangki ketiga. Kemudian fraksi es pada tangki ketiga tersebut dicampur dengan air laut dan diaduk agar temperatur tetap terjaga, penambahan air laut ke tangki ketiga yang penuh dengan fraksi es karena faktor teknis dan produk yang didinginkan.
Pendinginan ikan pada kapal ikan tradisional biasanya menggunakan es batu dan es flake. Dewasa ini, ice slurry menjadi pilihan populer terbaik karena performa ice slurry lebih baik dibanding es flake untuk menjaga kualitas ikan. Ice slurry sebagai pendinginan ikan dapat menjaga agar tidak ada udara antara ikan dan es, sehingga pendinginan ikan menjadi cepat karena luas permukaan bidang kontak lebih besar dan pertumbuhan bakteri menjadi lebih lambat yang membuat memperpanjang daya hidup ikan. (Wang et al,.1999). Selain itu, karena pembuatan ice slurry dengan pemberian konsentrasi larutan, maka titik beku dari larutan yang lebih rendah membuat secara biologi mengaktifkan fungsi protein dan material probiotik dijaga dari bahaya panas (T.Vajda,.1999).
Fungsi lain dari ice slurry terhadap pendinginan ikan adalah waktu pendinginan ikan tiga kali lebih cepat dibanding es flake untuk menurunkan sampai temperatur 2oC (J Paul,.2002).
 |
| Skema Instalasi Ice slurry sistem untuk Kapal Ikan (Wang et al, 1999) |
Batas tidak layak makan terhadap temperature penyimpanan ikan (Masyamsir, 2001)
Pemasangan alat pembuat ice slurry di kapal ikan biasanya untuk kapal nelayan berukuran besar (nelayan bulanan). Namun untuk di Indonesia pemanfaatan ice slurry dapat diaplikasikan pada kapal motor (inboard motor). Tidak semua ukuran kapal dapat memanfaatkan alat pembuat ice slurry karena beberapa faktor yang harus dipertimbangkan, antara lain :
Ukuran kapal ikan diatas 20 GT di Indonesia berdasarkan data Kementrian Kelautan dan Perikanan (2010) berjumlah sekitar 155.922 unit atau 26 % dari total kapal ikan di Indonesia. Sistem nelayan di Indonesia dapat disebut gotong royong yang digambarkan dengan pemilik kapal mengajak saudara-saudara dan tetangga yang tidak mempunyai penghasilan untuk ikut berlayar. Dengan kata lain selain, faktor diatas juga harus dipertimbangkan tentang sifat masyarakat Indonesia. Harapanya adalah pendapatan nelayan dapat naik dengan penambahan teknologi namun tidak menghilangkan nilai gotong royong pada nelayan. Karena dengan teknologi baru bisa dimungkinkan pengurangan anggota nelayan pada kapal tersebut.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/ice-slurry-sebagai-pendingin-ikan-nelayan/
- Tingkat kestabilan kapal.
- Penambahan draft/kedalaman.
- Jumlah hasil tangkapan ikan rata-rata.
- Lama dan jangkauan mencari ikan.
- Luas ruangan yang tertutup dan terbuka.
- Tingkat ekonomi.
- Kearifan lokal pengguna alat.
Ukuran kapal ikan diatas 20 GT di Indonesia berdasarkan data Kementrian Kelautan dan Perikanan (2010) berjumlah sekitar 155.922 unit atau 26 % dari total kapal ikan di Indonesia. Sistem nelayan di Indonesia dapat disebut gotong royong yang digambarkan dengan pemilik kapal mengajak saudara-saudara dan tetangga yang tidak mempunyai penghasilan untuk ikut berlayar. Dengan kata lain selain, faktor diatas juga harus dipertimbangkan tentang sifat masyarakat Indonesia. Harapanya adalah pendapatan nelayan dapat naik dengan penambahan teknologi namun tidak menghilangkan nilai gotong royong pada nelayan. Karena dengan teknologi baru bisa dimungkinkan pengurangan anggota nelayan pada kapal tersebut.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/ice-slurry-sebagai-pendingin-ikan-nelayan/
Ice Slurry Berbahan Dasar Air Laut
Salinitas adalah kadar garam terlarut dalam air. Satuan salinitas adalah per mil (‰), yaitu jumlah berat total (gr) material padat seperti NaCl yang terkandung dalam 1000 gram air laut (Wibisono, 2004). Salinitas merupakan bagian dari sifat fisikkimia suatu perairan, selain suhu, pH, substrat dan lain-lain. Salinitas dipengaruhi oleh pasang surut, curah hujan, penguapan, presipitasi dan topografi suatu perairan. Akibatnya, salinitas suatu perairan dapat sama atau berbeda dengan perairan lainnya, misalnya perairan darat, laut dan payau. Satuan yang ditunjukkan dalam menghitung salinitas adalah part per thousand (ppt)atau dengan practical salinity unit (psu). Kisaran salinitas air laut adalah 30-35‰, estuari 5-35‰ dan air tawar 0,5-5‰ (Nybakken,1992).
Dalam percobaan, penggunaan air laut untuk pembuatan es biasa diwakilkan dengan larutan NaCl. Hal ini karena komposisi NaCl lebih besar dibanding komposisi ion yang lain. Pada tabel 2.6 yang menunjukkan komposisi ion air laut pada salinitas 35 ppt menunjukkan bahwa NaCl mempunyai 85.65 % dari berat garam air laut. Sehingga tidak heran jika untuk membuat es digunakan larutan NaCl yang lebih mudah didapatkan saat jauh dari garis pantai.
SUMBER:
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/ice-slurry-berbahan-dasar-air-laut/
 |
| Peta Kadar Salinitas (Calor M Laili,2006) |
Propertis Air Laut pada Salinitas 35 ppt
K. S. Hilderbrand (1999) menunjukkan grafik hubungan persentase NaCl dalam larutan terhadap salometer (oSAL) dan freezing temperatur. SAL adalah parameter pengukuran dari suatu sensor pembaca salinitas dimana dihitung dengan persen (%) serta nilai maksimal dari 100% berdasarkan batas campuran sampai menjadi larutan eutetic.
 |
| Hubungan Larutan NaCl dan Salinitas terhadap freezing point (K.S.Hilderbrand, 1998) |
Perubahan fase dari air laut yang menunjukkan timbulnya es untuk ice slurry. Apabila dilihat di diagram perubahan fase suatu liquid, perubahan fase yang ditunjukkan pada gambar diatas berada disamping kanan kubah saturasi diagram T-s. Pada ice slurry perubahan fase dikembangkan dari liquid menjadi es dan liquid, serta dijaga sebelum menjadi solid salt dan es. Penjagaan ini dengan mengatur temperatur titik beku larutan yang dipengaruhi konsentrasi dari larutan tersebut.
 |
| Diagram Solid-Liquid Larutan NaCl (http://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/saltsoln.html) |
Pada grafik NaCl diatas, temperatur eutectic terjadi pada temperatur -21.1 oC. temperatur eutectic adalah temperatur batas dari larutan NaCl yang langsung berubah dari salt solution menjadi solid salt dan es tanpa dimulai ice dan salt solution. Persentase campuratan pada keadaan tersebut disebut mixture eutectic.
Sesuai dengan hukum Racult, apabila suatu liquid diberi larutan maka akan timbul kesetimbangan tekanan karena perbedaan tekanan parsialnya. Begitu juga Air laut yang merupakan campuran antara air dan larutan. Feistel et al (2008) telah meneliti antara hungungan salinitas terhadap titik beku dari air laut.
Hubungan freezing temperature dengan salinitas air laut (Feistel et al, 2008)
Sedangkan menurut data The Practical Salinity Scale 1978 and the International Equation of State of Seawater 1980, Unesco Technical Papers in Marine Science No.36 menunjukkan tabel hubungan freezing temperatur dengan salinitas air laut pada tabel 2.6
Hubungan freezing temperatur dengan salinitas air laut
https://helmidadang.wordpress.com/2012/12/30/ice-slurry-berbahan-dasar-air-laut/
Perbandingan slurry ice dan flake ice
VARIABLE
|
FLAKE ICE
|
SLURRY ICE1
|
Shelf-life
|
5 hari
|
15 hari
|
Cakupan dingin
|
Tidak merata
|
Merata dan cepat
|
Ikan memar/rusak
|
Risiko besar
|
Risiko kecil
|
Penambahan berat ikan (cod)
|
Tidak ada
|
+4%
|
Konsentrasi Sodium Chloride
|
Medium
|
Tinggi
|
1http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3081589/
perbandingan ice slurry dan ice flake terhadap pengawetan ikan
PROGRAM RISET INSENTIF PPTI 2017
Bidang: Teknologi Pangan
Judul: Pengembangan Mesin Slurry Ice (Bubur Es) Sebagai Teknologi Yang Menjaga Kualitas Kesegaran Bahan Pangan Olahan
Abstrak:
Industri pangan olahan sangat bergantung kepada kualitas kesegaran bahan pangan olahan itu sendiri. Berbagai teknologi dikembangkan agar bisa menjaga kualitas kesegaran bahan pangan olahan sehingga menghasilkan produk pangan olahan yang berkualitas. Slurry ice (bubur es) merupakan salah satu instrumen pengawet yang terbukti efektif di dalam menjaga kualitas kesegaran bahan pangan olahan, seperti ikan, udang, dan hasil laut lainnya.
Slurry ice/ bubur es merupakan kumpulan dari kristal es yang besarnya 0.02 - 0.025 mm, tidak bersudut dan berbentuk, halus, serta dapat dijadikan media pengawet. Untuk beberapa komoditas premium seperti ikan tuna, media pengawet yang handal sangat penting. Penggunaan Bubur Es sebagai media pendingin sudah dilakukan selama 30 tahun di negara-negara maju. Akan tetapi karena perbedaan lingkungan, mesin pembuat bubur es dari negara lain tidak bisa langsung dipakai di Indonesia.
Kami telah melakukan riset selama 2 tahun untuk membuat Mesin Pembuat Bubur Es dan berhasil sudah membuat beberapa purwarupa (working prototype) yang disesuaikan dengan kondisi alam Indonesia.
Diharapkan dengan teknologi ini maka akan membantu pemerintah dalam menurunkan tingkat PHFL (Post Harvest Fish Loss) atau penyusutan pasca panen di Indonesia, yang saat ini mencapai 35% atau setara dengan Rp 30 Trilyun.
Tim:
- Dr Ir Eko Fajar N IPM (PT Hikari Solusindo Sukses)
- Dr Nurmahmudi Ismail (BPPT)
- Prof Dr Ir Nurjanah, MS (Institut Pertanian Bogor)
- Dr Sugeng Suseno (Institut Pertanian Bogor)
- Dr Mala Nurilmala (Institut Pertanian Bogor)
- Dr Tati Nurhayati (Institut Pertanian Bogor)
- Mohamad Taufik (PT Kumpel Durat)
- Hafit Isandono (PT Kumpel Durat)
- Esha Ganesha SBW,ST,MT (PT Hikari Solusindo Sukses)
- Mahyudi (PT Hikari Solusindo Sukses)
- Andrie Bayupati (PT Hikari Solusindo Sukses)
- Mochamad Budiman, S.Pd (PT Hikari Solusindo Sukses)
Kick Off Meeting Tim PPTI 2017, Rabu 3 Mei 2017
Bidang : Teknologi Pangan
Tema: Pengembangan Mesin Slurry Ice (Bubur Es) Sebagai Teknologi Yang Menjaga Kualitas Kesegaran Bahan Pangan Olahan
Tempat: Ruang Internasional Lt 4 Wing 2 Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB
Tema: Pengembangan Mesin Slurry Ice (Bubur Es) Sebagai Teknologi Yang Menjaga Kualitas Kesegaran Bahan Pangan Olahan
Tempat: Ruang Internasional Lt 4 Wing 2 Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB
Langganan:
Postingan (Atom)
Populer
-
Terdapat dua aspek lain yang mempengaruhi kwalitas ikan selain pendinginan, yaitu pengerjaan dan kebersiahan. Pengerjaan yaitu memotong bagi... -
Salinitas adalah kadar garam terlarut dalam air. Satuan salinitas adalah per mil (‰), yaitu jumlah berat total (gr) material padat seperti N... -
Ice slurry terdiri dari larutan air yang mempunyai kristal es (E Stamatiou et al.,2003). Ice slurry juga didefinisakan sebagai Fine-crystall...