Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penelitian Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

1. Rusaknya Lapisan Ozon dan Efek Pemanasan Global

2. Pendingin (refrigerant) yang mengandung unsur klorin (Cl)
Cl- + O3 → ClO + O2
1 Cl- ≈ 100.000 O3 *
* C P Arora. 2000. Refrigeration and Air Conditioning Second Edition. New Delhi : McGraw-Hill

3. Protokol Montreal  Penghapusan CFC dan HCFC
CFC  2007
HCFC  2040
Keputusan Presiden RI No. 23
tahun 1992 tentang Pengesahan
Protokol Montreal
Sumber: Deputi Bidang Pelestarian
Lingkungan- Kementerian Lingkungan
Hidup, 2004)

4. Musicool Pertamina
Refrigeran Hidrokarbon
Keunggulan Refrigeran Hidrokarbon
• Ramah lingkungan
• Tidak Beracun
• Lebih EkonomisMudah Meledak !
Jenis
Refrigeran
Ozone Depletion
Potential (ODP)
Global Warming
Potential (GWP)
R22 (CFC) 0.05 1700
R134a 0 1320
R290 0 20
R600a 0 3
* Takashi Kashiwagi. 2005. New fire retardant nanocomposites.

5. STUDI EKSPERIMENTAL NANOREFRIGERAN
TiO2-R600a SEBAGAI REFRIGERAN MASA
DEPAN
Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian
Abdur Rozaq (2411100091)
Nur Abdillah Siddiq (2411100081)
Rendy Krisnanta Putra (2411100035)
Muhammad Dicky Yusuf Z. (2411100084)
Siti Muyasaroh (2412031042)
Dipersembahkan oleh :
Dosen Pembimbing :
Dr. Ir. Ali Musyafa M.Sc
NIP. 19600901198701

6. KONSEP DASAR PENDINGIN
Kondenser
Katup Ekspansi/
Pipa Kapiler
Evaporator
Kompresor
Refrigeran
𝑪𝑶𝑷 =
ℎ𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 − ℎ𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟
ℎ 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟 − ℎ𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑜𝑟
Performa Mesin Pendingin
COP maksimal 5.75
H (Entalpi)  Temperature, Pressure
• Temperatur kompartemen terhadap
waktu
• Temperatur discharge compressor
• Coefficient Of Performance (COP)

7. KONSEP DASAR REFRIGERAN
Sintesis Nanorefrigeran *
1. TiO2 + Refrigeran
2. TiO2 + Pelumas/Oli Kompresor  Refrigeran
* R. Saidur, dkk. 2011. A review on the performance of nanoparticles suspended with
refrigerants and lubricating oils in refrigeration systems.
Definisi Refrigeran
Fluida yang mampu mentransfer panas dalam sistem pendingin
Syarat Refrigeran
Titik penguapan rendah, panas laten tinggi, mudah mengembun
pada suhu ruang, mudah bercampur dengan oli/pelumas, tidak
mudah terbakar, tidak beracun dan tidak korosif.

8. Rasti, 2012
55 gram HC =
105 gram HCFC
(48%)
Powell, 2002
- Sifat
termodinamika
berdekatan
- Tekanan
maksimum sama
- Bercampur dengan
pelumas
- Ramah lingkungan
Rozaq dkk, 2014
R600a + TiO2
(0 g/L, 0.1 g/L,
0.5 g/L, 1g/L)
Jwo, 2009
90 gram HC =
150 gram HCFC
(40%)
Saidur, 2011
HFC-134a + TiO2
• Performa Lebih
Baik
• Efisiensi energi
meningkat 26.1 %
• COP meningkat
4.4 %
Karakteristik
Refrigeran Pengganti
Efisiensi Massa
HC vs HCFC
Penambahan TiO2
Nanorefrigeran HCFC
ROADMAP PENELITIAN
Penambahan TiO2
Nanorefrigeran HC
Keterangan : HC (Hidro Carbon), HCFC (Hidro Chloro Fluoro Carbon)

9. Bagaimana pengaruh penambahan
TiO2 dengan konsentrasi yang
berbeda terhadap performa
refrigeran R600a?
RUMUSAN MASALAH
“ “

10. PERANCANGAN EKSPERIMEN
Pemasangan Sensor Tekanan
Pemasangan Sensor Temperatur
5 Titik
Pengujian

11. PERALATAN EKSPERIMEN
0 g/L
0.1 g/L
0.5 g/L 1 g/L
Susunan Peralatan Pengambilan Data
Variabel BebasThermometer
Digital
Pressure Gauge
Laptop
Kulkas

12. HASIL PENGUJIAN
Temperatur Kompartemen Rumah Tangga
18
20
22
24
26
28
30
0 10 20 30 40 50 60
Temperatur(oC)
Waktu (menit)
11 %
0.8%
8 %
6%
R134a
0 g/L
0.1 g/L
0.5 g/L
1 g/L

13. HASIL PENGUJIAN
Temperatur Kompartemen Freezer
-17
-12
-7
-2
3
8
13
18
23
28
0 10 20 30 40 50 60
Temperatur(oC)
Waktu (menit)
13 %
5 %
5 %
14 %
R134a
0 g/L
0.1 g/L
0.5 g/L
1 g/L

14. 25
35
45
55
65
75
0 10 20 30 40 50 60
HASIL PENGUJIAN
Temperatur Discharge Compressor
3 %
31 %
2 %
9 %
Temperatur(oC)
Waktu
(menit)
R134a
0 g/L
0.1 g/L
0.5 g/L
1 g/L

15. HASIL PENGUJIAN
Coefficient Of Performance
3.299
4.055 4.154
4.512
4.821
0
1
2
3
4
5
6
R134a R600a + 0 g/L TiO2 R600a + 0.1 g/L TiO2 R600a + 0.5 g/L TiO2 R600a + 1 g/L TiO2
CoffeficientOfPerformance(COP)
Jenis Refrigerant

16. KESIMPULAN
•R600A + TiO2 dapat digunakan sebagai refrigeran
yang aman dan efisien tanpa ada modifikasi
kulkas
•TiO2 meningkatkan konduktivitas termal dan
perpindahan panas refrigerant
•Dari 5 variabel bebas, performa terbaik
didapatkan pada kadar TiO2 sebanyak 1 g/L
(COP = 4.821)

17. KETERCAPAIAN LUARAN
Menunggu Hasil Seleksi Seminar Internasional

18. KETERCAPAIAN LUARAN
Join Research Bersama Kementerian Perindustrian
Direktorat Industri Kimia Dasar
Optimum
Nanorefrigeran
Penambahan Additive CH2Br2
pada berbagai komposisi > 20%
Uji daya ledak dengan teknik
tubular flame burner
Variabel TiO2 lebih
dari 1 g/L
Berdiskusi Dengan Bapak Muhammad
Khayam Direktur Industri Kimia Dasar

19. PENGEMBANGAN KEDEPAN
Optimum Nanorefrigerant
Additive-Hidrocarbon NanoRefrigerant
Hak Paten
Produksi
Massal
Bekerjasama
dengan Musicool
INDONESIA
BEBAS CFC
DAN HCFC

20. STUDI EKSPERIMENTAL NANOREFRIGERAN
TiO2-R600a SEBAGAI REFRIGERAN MASA DEPAN
Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian

21. PENGGANTIAN BAHAN
Penggantian Bahan R436A ke R600A
Dikarenakan :
1. Di Indonesia belum ada yang menjual R436A
2. Pemesanan ke China minimal 1 tangki (8000 L)
3. Sifat termodinamika yang berdekatan

22. PENGGANTIAN BAHAN
Critical Temperature (oC)
- R436a (130,1) dan R600a (134.67)
Critical Pressure (MPa)
- R436a (3.39) dan R600a (3.65)

23. TARGET LUARAN
1. Nanorefrigeran TiO2-R600a dengan konsentrasi TiO2 yang
menunjukkan performa terbaik (dari aspek penurunan
temperature freezer dan rumah tangga, serta discharge
temperature).
2. Hasil penelitian berupa jurnal yang dipublikasikan dalam
seminar ilmiah nasional maupun internasional dengan tema
“Energi”, “Pengukuran”, atau “Lingkungan”.
3. Mendapatkan hak cipta atas metode sintesis nano-refrigeran
TiO2-R600a dengan konsentrasi TiO2 yang menunjukkan
performa terbaik.

24. Pengkajian
Masalah
Studi
Literatur
Perancangan
Eksperimen
Sintesis
Analisa
Hasil
Penarikan
Kesimpulan
Pembuatan
Laporan
Publikasi
(seminar)
& hak cipta
1 Maret – 9 Maret
10 Maret – 20 Maret
21 Maret – 4 April
4 April -30 April
1 Mei-15 Juni
15 Juni – 18 Juni
19 Juni – 10 Juli
11 Juli – sekarang
Konsultasi Dengan Dosen Pembimbing
2 Maret - sekarang
METODE PELAKSANAAN

25. TEAM WORK
Standart Baku Pengujian Performa Kulkas
SNI IEC 60335
Abdur Rozaq (Team Leader)
Nur Abdillah Siddiq (Material)
Rendy Krisnanta Putra (Energy)
Muhammad Dicky Yusuf Z. (Instrument)
Siti Muyasaroh (Administration)
Dr. Ir. Ali Musyafa M.Sc
Pakar Instrumentasi dan kontrol

26. PERANCANGAN EKSPERIMEN
• Kulkas
• Pentil ¼”
(pengisian)
• Single manifold
• Nut
• Meter manifold
• Selang manifold
• Kran manifold
• Pipa tembaga
• Thermometer
digital
• Pressure Gauge
• T Junction 1/4''
• Magnetic Stirrer
• Neraca Ohaus
• Refrigerant R134A
• Refrigerant R600A
• Pelumas Kompresor
• TiO2 dengan diameter rata-
rata partikel sekitar 50nm
dan kemurnian massanya
sekitar 99,5%
Alat Bahan

27. PROSES SINTESIS NANOREFRIGERAN

28. Jenis Pengeluaran Jumlah
Pembelian Alat dan Bahan 3.321.500
Karakterisasi dan Analisis 2.170.000
Transportasi 700.000
Seminar 2.150.000
Pembuatan Hak Cipta 600.000
Pembuatan Laporan dan Poster 675.500
Total 9.599.000
Jenis Pengeluaran Jumlah
Pemasukan Dana DIKTI 10.000.000
Total Pengeluaran 9.599.500
Sisa Dana 401.000
Rekapitulasi dan Sisa Dana
BIAYA
Rekapitulasi Biaya yang digunakan

29. Pengaruh Penambahan TiO2
Penambahan nanopartikel TiO2 menyebabkan kenaikan performa
dikarenakan :
1. Nanopartikel TiO2 dapat meningkatkan kelarutan diantara pelumas dan
refrigeran. Memberikan performa lebih baik dengan mengembalikan
lebih banyak pelumas ke kompresor.
2. Konduktivitas termal atau perpindahan panas dari refrigeran menjadi
semakin meningkat.
3. Nanopartikel yang terdispersi di pelumas mengurangi koefisien gesek
dan laju pemakaian sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan
reliabilitas dari kompresor.

30. TiO2 mengurangi daya ledak
* Takashi Kashiwagi. 2005. New fire
retardant nanocomposites.

31. Refrigerant Penyebab Global Warming

32. Potensi Titanium di Indonesia
• Pandeglang (20%)
• Cilacap (5%)
• Cianjur (5%)
• Lumajang (belum dikuantifikasi)
• Dan masih banyak daerah lain di
Indonesia
http://regional.kompas.com/read/2011/01/18/21053777/Pand
eglang.Mengandung.20.Persen.Titanium
Lumajang
PandeglangCilacap
Cianjur

33. Uji Daya Ledak dengan Tubular Flame Burner
Refrigeran
Fire