SlideShare a Scribd company logo
1 of 15
Komponen Sistem Refrigerasi pada Freeze Dryer
3.1 Komponen Sistem Refrigerasi
Komponen-komponen sistem refrigerasi kompresi uap dapat digolongkan menjadi
komponen utama dan komponen pendukung/tambahan (komponen kontrol dan
kelistrikan).
3.1.1 Komponen Utama
Secara umum komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap meliputi
kompresor, kondenser, alat ekspansi dan evaporator. Namun pada Freeze Dryer
terdapat komponen-komponen utama lainnya yang dialiri refrigeran sekunder
berupa silicone oil. Komponen-komponen tersebut berupa pompa sirkulasi, heater
dan Heat Exchanger.
a. Kompresor
Kompresor dalam sistem refrigerasi merupakan komponen utama yang
mengkompresikan refrigeran. Kompresor menghisap refrigeran dari suction line
sehingga tekanan di evaporator menjadi rendah. Setelah itu, refrigeran
dikompresikan menuju discharge line sehingga tekanan di kondenser menjadi
tinggi. Refrigeran akan bersirkulasi ke seluruh bagian sistem refrigerasi karena
adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah.
Menurut Arismunandar dan Saito (2005: 127) kompresor dapat dibagi
dalam dua jenis utama, yaitu kompresor positif, dimana gas dihisap masuk ke
dalam silinder dan dikompresikan; dan jenis kompresor non-positif, dimana gas
yang dihisap masuk dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian
mengubah energi kinetik untuk menaikkan tekanan.
Selanjutnya Arismunandar dan Saito (2005: 128) mengelompokkan
kompresor

menjadi

beberapa

macam

berdasarkan

bentuknya,

kompresinya, kecepatan putar, gas refrigeran dan konstruksinya.
1. Kompresor menurut bentuknya
Jenis vertikal
Jenis horizontal
Jenis silinder banyak (jenis V, W dan VV)

metode
2. Kompresor menurut metode kompresinya
Metode kompresi positif
 Kompresor torak (kerja tunggal atau ganda)
 Kompresor torak tingkat ganda
 Kompresor putar
 Kompresor sekrup
Metode kompresor sentrifugal
 Kompresor sentrifugal satu tingkat
 Kompresor sentrifugal tingkat ganda
3. Kompresor menurut kecepatan putar
Jenis kecepatan rendah
Jenis kecepatan tinggi
4. Kompresor menurut gas yang dikompresi
Kompresor Ammonia
Kompresor refrigeran
Kompresor CO2
5. Kompresor menurut konstruksinya
Kompresor open type (terbuka)
Kompresor hermetic
Kompresor semi hermetic
Sistem refrigerasi untuk temperatur rendah dengan perbandingan kompresi
yang tinggi dan memerlukan range temperatur yang luas, maka lebih baik dan
ekonomis jika menggunakan kompresor multi stage reciprocating atau
centrifugal/screw (United Nations Environment Programme, 2006: 14).
Sistem refrigerasi multi stage menggunakan dua buah kompresor atau lebih yang
dipasang secara seri. Kompresor tahap pertama biasa disebut sebagai low-stage
compressor.

Kompresor

tahap

kedua

disebut

high-stage

compressor.

Kedua kompresor bertingkat ini digerakkan oleh motor yang sama.
Kompresor yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu
kompresor screw 2 stage berjenis semi hermetic. Kompresor ini menggunakan
sepasang rotor yang berbentuk ulir. Rotor itu terdiri dari male rotor dan female
rotor yang dilengkapi oleh oil injection. Male rotor mempunyai ulir yang
permukaannya cembung. Female rotor mempunyai ulir yang permukaannya
cekung. Pasangan rotor ini berputar dalam arah saling berlawanan, seperti
sepasang roda gigi. Male rotor digerakkan oleh motor listrik, sedangkan female
rotor digerakkan oleh male rotor. Poros motor listrik dihubungkan dengan poros
male rotor secara langsung. Oli akan melumasi rotor dan bearing serta
mendinginkan refrigeran terkompresi.

Gambar 3.1 Potongan Kompresor Screw: (A) male rotor. (B) female rotor.
(C) dinding silinder
Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 163)
Mekanisme kompresor screw melakukan gerak tiga langkah yaitu proses
penghisapan, kompresi, dan pengeluaran. Saat rotor berputar maka ruang yang
terbentuk antara lekukan (lobe) rotor dan dinding silinder akan bergerak ke arah
aksial sehingga refrigeran dimampatkan. Gambar 3. menunjukkan bahwa proses
penghisapan, kompresi dan pengeluaran dilakukan secara berurutan oleh rotor
sekrup. Rotor yang seimbang dan berputar murni tanpa ada bagian yang bergerak
bolak-balik membuat aliran refrigeran yang dikompresi menjadi berkelanjutan
(continuous) sehingga menghasilkan vibrasi yang kecil. Fluktuasi aliran maupun
momen puntir poros menjadi sangat kecil. Oleh karena itu, kompresor screw
cocok untuk beroperasi pada putaran tinggi. Ukurannya menjadi lebih kecil
dibandingkan kompresor torak untuk daya yang sama pada putaran tinggi.
Usia pemakaian pun relatif lebih panjang dibandingkan kompresor reciprocating.
Gambar 3.2 Mekanisme Kompresor Screw: (A) refrigeran dihisap masuk melalui
suction inlet kompresor. (B) refrigeran mulai dikompresi. (C) kompresi refrigeran
(D) refrigeran terkompresi mulai dikeluarkan (E) pengeluaran refrigeran
terkompresi tahap akhir.
Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 163)

Gambar 3.3 Konstruksi Kompresor Screw
Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 164)
b. Condenser
Condenser adalah komponen untuk mengkondensasikan (mengembunkan)
refrigeran. Condenser akan melepas kalor laten dari uap refrigeran bertekanan
tinggi sehingga fasenya berubah menjadi cairan. Pelepasan kalor di condenser
dibantu oleh media udara, air atau gabungan udara dan air. Media untuk pelepasan
kalor akan menentukan jenis condenser yang cocok digunakan pada sistem
refrigerasi. Jenis-jenis condenser tersebut yaitu air cooled condenser (condenser
berpendingin udara), water cooled condenser (condenser berpendingin air) dan
evaporative condenser (condenser berpendingin udara dan air).
Condenser yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu
jenis water cooled condenser. Berdasarkan konstruksinya, condenser ini adalah
jenis shell and tube. Condenser jenis ini terdiri dari tabung shell baja, di bagian
dalamnya terdapat beberapa pipa lurus yang tersusun secara paralel. Ujung dan
pangkal pipa-pipa tersebut dibatasi oleh pelat (tube sheet).
Air pendingin (condensing water) mengalir di dalam pipa-pipa, sedangkan
refrigeran mengalir di luar pipa (di dalam shell). Air pendingin disirkulasikan oleh
pompa dari cooling tower menuju condenser. Pengaturan tekanan masuk (water
in) dan keluar (water out) dilakukan secara manual memakai gate valve. Pipa-pipa
air memiliki temperatur yang lebih rendah dibandingkan shell refrigeran, sehingga
terjadi perpindahan kalor dari refrigeran kepada air. Selanjutnya air yang keluar
dari condenser didinginkan oleh cooling tower.

Gambar 3.4 Konstruksi Water Cooled Condenser Jenis Shell and Tube
Sumber: http://bitzer.de/eng/productservice/p3/754
c. Katup Ekspansi Termostatik (Thermostatic Expansion Valve)
Menurut

Arismunandar

dan

Saito

(2005:

165)

katup

ekspansi

dipergunakan untuk mengekspansikan secara adiabatik cairan refrigeran yang
bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan
dan temperatur rendah. Selain itu, katup ekspansi mengatur pemasukan refrigeran
sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator. Katup
ekspansi mengatur supaya evaporator dapat selalu bekerja sehingga diperoleh
efisiensi siklus refrigerasi yang maksimal.
Katup ekspansi yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu
jenis Thermostatic Expansion Valve atau biasa disingkat TXV dengan external
equalizer. Menurut Handoko K. (1987: 22) katup ekspansi termostatik dapat
mengatur jumlah refrigeran yang mengalir ke evaporator sesuai dengan beban
evaporator dan mempertahankan efisiensi evaporator yang maksimum pada setiap
keadaan beban evaporator yang berubah-ubah. Katup ekspansi termostatik dapat
mempertahankan gas superheat yang konstan pada setiap perubahan beban di
evaporator. Besarnya superheat dapat diatur dengan memutar baut (adjusting
screw) pada katup ekspansi termostatik.

Gambar 3.5 Konstruksi Thermostatic Expansion Valve
Sumber: http://tom75wang.en.made-inchina.com/product/UzmxEHQGxnhk/China-Expansion-Valve.html
Perubahan diameter yang cukup besar antara inlet dan outlet TXV
membuat tekanan refrigeran mengalami penurunan yang cukup tajam, tetapi laju
alirannya meningkat. Refrigeran akan di-spray (disemprotkan) sehingga wujudnya
menjadi campuran antara cair dan uap. Menurut Hasan dan Widodo (2008: 120)
akibatnya akan terjadi ekspansi panas. Hasil ekspansi panas ini berupa penurunan
temperatur liquid refrigeran yang keluar dari katup ekspansi. Selanjutnya liquid
refrigeran yang bertemperatur dan bertekanan rendah tersebut disalurkan ke
evaporator.
Kerugian tekanan (pressure drop) pada pipa menyebabkan tekanan inlet
dan outlet evaporator tidak sama. Jika rugi tekanan cukup besar, maka dapat
berakibat pada setting superheat yang terlalu besar. Pemasangan TXV dengan
external equalizer dapat mengatasi hal tersebut.

Gambar 3.6 Potongan Thermostatic Expansion Valve
Sumber: http://hvactutorial.wordpress.com/sectioned-components/expansionvalves/txv-with-external-equalizer/
Sensing bulb di bagian atas diafragma TXV ditempelkan dengan outlet
evaporator sehingga dapat mendeteksi atau merespon langsung perubahan
temperatur. Equalizer port (sambungan external equalizer) dihubungkan dengan
outlet evaporator pada posisi setelah sensing bulb. Hal ini menjadikan tekanan
outlet evaporator yang terdeteksi oleh TXV dapat mengimbangi tekanan fluida di
dalam sensing bulb dan aliran refrigeran pun dapat diatur. Tekanan outlet
evaporator dan tekanan pegas pengatur superheat akan menekan diafragma ke
atas dan menutup lubang (orifice) TXV. Tekanan fluida di dalam sensing bulb
akan menekan diafragma ke bawah dan membuka lubang (orifice) TXV. Besarnya
bukaan lubang (orifice) TXV tergantung dari besarnya tekanan outlet evaporator,
tekanan pegas pengatur superheat dan tekanan fluida sensing bulb. Perubahan
beban di evaporator direspon dengan perubahan besarnya tekanan outlet
evaporator, tekanan pegas pengatur superheat dan tekanan fluida sensing bulb
sehingga terjadi penyesuaian aliran refrigeran secara otomatis.
d. Evaporator
Evaporator adalah komponen untuk menguapkan refrigeran yang mengalir
di dalamnya. Refrigeran tersebut keluar dari alat ekspansi kemudian saat berada di
evaporator akan menyerap kalor dari produk yang akan didinginkan. Perpindahan
kalor dari produk menuju dinding-dinding evaporator yang bertemperatur lebih
rendah menyebabkan refrigeran menguap. Evaporasi (penguapan) refrigeran
terjadi pada tekanan rendah di sepanjang pipa evaporator. Saat berada di outlet
evaporator diharapkan refrigeran sudah berwujud uap jenuh karena akan
dikompresi. Pemberian panas lanjut (superheat) pun sering dilakukan untuk
menjamin supaya kompresor tidak menghisap cairan refrigeran.
Evaporator yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu
jenis dry or direct expansion dengan konstruksi berupa finned tube evaporator
dan flooded evaporator dengan konstruksi berupa plate surface evaporator.
Finned tube evaporator ditempatkan di ruangan pengembunan (condenser),
sedangkan plate surface evaporator terdapat di ruangan pengering (drying
chamber).
Plate surface evaporator ini biasa disebut sebagai shelf cooling coil karena
disusun membentuk rak (shelf) untuk menyimpan botol/vial vaksin. Shelf cooling
coil dialiri silicone oil yang selalu berwujud cairan/liquid. Jika terjadi kebocoran
pada shelf cooling coil, maka silicone oil cair tidak akan menyebar ke seluruh
bagian dalam ruangan pengering (drying chamber) sehingga tidak akan
mengkontaminasi seluruh botol vaksin.
Proses pendinginan uap air yang terkandung di dalam vaksin sampai
membeku berlangsung dengan cepat (fast freezing). Temperatur shelf cooling coil
pada proses ini dipertahankan sebesar -45 OC. Sebelum proses freezing selesai,
pompa vakum bekerja kemudian main valve (katup yang membatasi drying
chamber dan ruangan pengembunan) membuka. Pompa vakum menghisap udara
dan uap air dari dalam drying chamber dan condenser sehingga tekanannya
menjadi sangat rendah. Heater bekerja sesaat sehingga terjadi proses sublimasi
uap air.
Evaporator di ruangan pengembunan berfungsi untuk mengembunkan uap
air yang telah tersublimasi di ruangan pengering (drying chamber). Hal ini dapat
meminimalisasi uap air yang terhisap oleh pompa vakum. Evaporator di ruangan
pengembunan dialiri R-404A. Saat proses pembekuan uap air di ruangan
pengering (drying chamber), R-404A dikondisikan pada temperatur kamar.
Saat proses drying, R-404A dikondisikan pada temperatur -75 OC.
e. Heat Exchanger
Heat Exchanger adalah komponen yang menukar kalor dari suatu fluida
dengan kalor dari fluida lain. Masing-masing fluida memiliki temperatur yang
berbeda, sehingga kalor dapat berpindah dari fluida bertemperatur tinggi menuju
fluida bertemperatur rendah. Heat Exchanger yang digunakan pada Freeze Dryer
adalah tipe Brazed Plate Heat Exchanger (BPHE). Heat Exchanger tersebut
dibedakan menjadi:
1.

Shelf Cooling Heat Exchanger
Heat Exchanger ini berguna untuk menukar kalor antara silicone oil

dengan R-404A. Temperatur silicone oil cair akan mengalami penurunan karena
kalor sensibelnya diambil oleh R-404A. Kalor sensibel silicone oil akan
menguapkan (mengevaporasikan) R-404A.
2.

Oil Cooling Heat Exchanger
Heat Exchanger ini berguna untuk menukar kalor antara oli kompresor

dengan air. Oli kompresor didinginkan oleh air yang disirkulasikan dari cooling
tower. Aliran air yang memasuki Oil Cooling Heat Exchanger diatur secara
termostatik oleh Water Regulating Valve.
3.

Interstage Heat Exchanger

Heat Exchanger ini berguna sebagai subcooler untuk R-404A yang memasuki
saluran interstage.
Gambar 3.7 Konstruksi Brazed Plate Heat Exchanger
Sumber: http://www.monstermarketplace.com/heating-supplies/trinity-brazeplate-heat-exchanger-la-1430-82011
f. Pompa Sirkulasi Silicone Oil
Pompa sirkulasi pada Freeze Dryer model Lyofast 40 digunakan untuk
mensirkulasikan silicone oil cair dari shelf cooling coil menuju heater,
Heat Exchanger dan kembali ke shelf cooling coil. Silicone oil merupakan
refrigeran sekunder yang selalu berwujud cairan/liquid dan menyerap kalor dari
vaksin. Silicone oil disirkulasikan oleh dua buah pompa yang dipasang secara
paralel. Kedua pompa bekerja secara bergantian (saling mem-back up), misalnya
pompa 1 bekerja saat proses freezing, pompa 2 bekerja saat proses drying, dan
seterusnya.
g. Heater
Heater digunakan untuk memanaskan silicone oil cair yang bersirkulasi.
Pemanasan silicone oil diperlukan saat proses drying (pengeringan uap air yang
terkandung di dalam vaksin). Pemanasan berlangsung sebelum pengambilan kalor
silicone oil oleh R-404A di dalam Heat Exchanger. Heater akan segera
meningkatkan temperatur silicone oil saat proses drying dimulai dan berhenti
bekerja setelah temperatur shelf cooling coil tercapai. Setiap kali temperatur shelf
cooling coil lebih rendah daripada deviasi yang ditentukan, maka heater otomatis
bekerja. Kerja heater sangat tergantung pada sensor temperatur shelf cooling coil.
3.1.2 Komponen Pendukung
Komponen pendukung/tambahan diperlukan untuk mengoptimalkan kerja
sistem refrigerasi sehingga performansinya dapat lebih baik. Komponen
pendukung ini meliputi alat-alat kontrol dan komponen-komponen perpipaan.
Komponen-komponen pendukung yang digunakan pada Freeze Dryer model
Lyofast 40 diantaranya sebagai berikut.
a. Filter Drier

Gambar 3.8 Konstruksi Filter Drier
Sumber: http://www.ecvv.com/product/3016342.html
Komponen ini berfungsi untuk menyaring kotoran dan menyerap uap air
yang masih bersirkulasi di dalam sistem refrigerasi. Filter drier dipasang pada
liquid line, setelah kondenser dan sebelum katup ekspansi. Drier (pengering)
berbentuk silinder dengan diameter dan panjang berbeda-beda sesuai keperluan.
Bahan pengering atau yang biasa disebut sebagai desiccant dibuat dari senyawa
kimia, seperti Silica gel, Aluminium Oksida dan Kalsium Klorida. Penggantian
desiccant dilakukan saat uap air tidak dapat diserap lagi oleh desiccant yang telah
jenuh.
b. Accumulator
Accumulator adalah komponen yang memisahkan refrigeran cair sehingga
tidak masuk ke kompresor. Refrigeran yang masih berwujud cair akan terpisah
dari uap refrigeran. Accumulator mengumpulkan refrigeran cair pada bagian
bawah, sedangkan uap refrigeran berada di bagian atasnya sehingga dapat
mengalir menuju kompresor. Accumulator dipasang pada suction line atau di
antara evaporator dan kompresor.
c. Oil Filter
Oil filter berfungsi sebagai penyaring kotoran yang mengalir bersama oli
kompresor. Oil filter terdiri dari screen, cartridge, handle dan retainer/seal.
Head/penutup oil filter dapat dibongkar-pasang sehingga komponen-komponen di
dalamnya mudah dikeluarkan dan dibersihkan. Oil filter memiliki saluran/pipa
yang terhubung pada pompa oli dan oil cooling heat exchanger. Inlet dan outlet
oil filter dihubungkan dengan oil pressure switch sebagai pengaman.
d. Sight Glass

Gambar 3.9 Konstruksi Sight Glass
Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2004: 597)
Sight glass adalah komponen untuk melihat aliran refrigeran pada liquid
line atau oli pada kompresor. Sight glass dipasang setelah filter drier dan sebelum
katup ekspansi. Sight glass memiliki indikator uap air yang terbuat dari bahan
kimia. Indikator ini akan berubah warna jika refrigeran yang mengalir di dalam
sistem refrigerasi bercampur dengan uap air.
e. Check Valve
Check valve adalah katup yang mengalirkan refrigeran ke satu arah dan
mencegah aliran balik. Saat refrigeran mengalir dengan arah yang benar maka
katup akan membuka penuh dan saat alirannya terbalik maka katup akan menutup.
Arah aliran refrigeran yang benar ditunjukkan oleh anak panah pada badan katup.
Sistem refrigerasi multi evaporator yang temperaturnya berlainan harus memakai
check valve pada outlet evaporator bertemperatur rendah. Hal ini dapat mencegah
aliran refrigeran ke evaporator yang tekanannya lebih rendah saat kompresor
sedang berhenti.
Gambar 3.10 Konstruksi Check Valve
Sumber: http://www.johnstonesupply.com/storefront/product-view.ep?pID=B12406
f. Solenoid Valve
Solenoid valve adalah katup yang bekerja atas pengaruh aliran arus listrik
pada kumparan di bagian dalamnya. Solenoid valve umumnya berada pada
keadaan normal tertutup (Normally Closed). Solenoid valve hanya memiliki dua
keadaan, yaitu membuka penuh atau menutup rapat. Jika arus listrik mengalir
pada kumparan, maka lubang katup akan membuka penuh, sedangkan jika tidak
ada arus listrik yang mengalir, maka lubang katup akan menutup rapat. Solenoid
valve yang dipasang pada saluran liquid berguna untuk mencegah refrigeran cair
mengalir ke TXV dan evaporator saat kompresor berhenti atau saat evaporator
tidak bekerja mengambil kalor.

Gambar 3.11 Konstruksi Solenoid Valve
Sumber: http://www. alcowork.en.ec21.com
g. Water Regulating Valve
Water regulating valve adalah katup pengatur aliran air untuk
mendinginkan komponen-komponen lain, seperti water cooled condenser dan
Heat Exchanger. Water regulating valve dibedakan menjadi dua jenis yaitu yang
bekerja atas pengaruh tekanan (pressure operated water regulating valve) dan
pengaruh temperatur (termostatic water regulating valve). Jika tekanan atau
temperatur kondensasi bertambah tinggi maka lubang katup membuka dan
mengalirkan air lebih banyak ke condenser. Pengaturan aliran air secara otomatis
ini dimaksudkan untuk mempertahankan tekanan atau temperatur kondensasi
sesuai dengan kondisi beban yang berubah-ubah.
Kedua jenis water regulating valve digunakan pada Freeze Dryer BOC
Edwards model Lyofast 40. Termostatic water regulating valve digunakan pada
water inlet Oil Cooling Heat Exchanger. Katup ini memiliki sensing bulb yang
ditempelkan dengan water outlet Heat Exchanger sehingga dapat mendeteksi atau
merespon langsung perubahan temperatur. Pressure operated water regulating
valve digunakan pada inlet water cooled condenser. Katup ini memiliki pipa
kapiler sensor di bagian atas bellow yang dihubungkan dengan relief valve
condenser sehingga dapat mendeteksi atau merespon langsung perubahan tekanan.

Gambar 3.12 Konstruksi Termostatic Water Regulating Valve
Sumber: http://www.danfoss.com/BusinessAreas/IndustrialAutomation/
NewsArchive/2008/Temperature-control-system-issues---ContactDanfoss/45C08BF4-06F4-4064-B91A-37EE8353BA02.html
h. Alat Kontrol Kelistrikan
Alat kontrol kelistrikan pada Freeze Dryer BOC Edwards model
Lyofast 40 terdiri dari High Low Pressure Switch, Oil Pressure Switch,
Flow Switch dan alat kontrol lain. High Low Pressure Switch akan memutuskan
arus listrik ke kompresor jika tekanan discharge lebih tinggi dari ketentuan atau
tekanan suction lebih rendah dari ketentuan. Oil Pressure Switch akan
memutuskan arus listrik ke kompresor jika tekanan oli lebih rendah dari
ketentuan. Oil Pressure Switch pun akan memutuskan arus listrik jika tekanan oli
tidak dapat naik sampai batas yang aman saat kompresor mulai dijalankan.
Flow Switch dikontrol oleh laju aliran air yang masuk ke water cooled condenser
dan Oil Cooling Heat Exchanger. Flow Switch mempunyai sensor seperti lidah
yang dimasukkan ke dalam pipa untuk mengukur besar laju aliran air. Flow
Switch akan memutuskan arus listrik ke kompresor jika laju aliran air lebih rendah
dari ketentuan. Alat-alat kelistrikan dikontrol secara otomatis oleh PLC
(Programmable Logic Control) dan inverter.
Referensi
Althouse, Andrew D., Carl H. Turnquist dan Alfred F. Bracciano. (2004).
Modern Refrigeration and Air Conditioning. Illinois: The Goodheart-Willcox
Company, Inc.
Arismunandar, Wiranto dan Saito, Heizo. (2005). Penyegaran Udara
Cetakan Ketujuh. Jakarta: Pradnya Paramita.
K., Handoko. (1987). Alat Kontrol Mesin Pendingin. Jakarta: PT. Ichtiar
Baru.
United Nations Environment Programme. (2006). Energy Efficiency Guide
for Industry in Asia. Electrical Energy Equipment: Refrigeration and Air
Conditioning. [Online]. Tersedia: http://www.energyefficiencyasia.org [2009].

More Related Content

What's hot

Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal Aceh
Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal AcehLaporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal Aceh
Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal AcehAzwan Putra
 
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakarta
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakartaLaporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakarta
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakartalapalutu
 
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malang
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, MalangLaporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malang
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malangnurul isnaini
 
Chapter iv komponen komponen alat berat
Chapter iv komponen komponen alat beratChapter iv komponen komponen alat berat
Chapter iv komponen komponen alat beratpraptome
 
Bioreaktor new
Bioreaktor newBioreaktor new
Bioreaktor newrebolegi
 
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...Ir. Najamudin, MT
 
Makalah Biogas Kelompok 3 Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
Makalah Biogas Kelompok 3  Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung PandangMakalah Biogas Kelompok 3  Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
Makalah Biogas Kelompok 3 Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung PandangMuhammad Adnan
 
1. ebook panduan belajar autocad
1. ebook panduan belajar autocad1. ebook panduan belajar autocad
1. ebook panduan belajar autocadArmida Share
 
Bahan Ajar Refrigerasi Dasar
Bahan Ajar Refrigerasi DasarBahan Ajar Refrigerasi Dasar
Bahan Ajar Refrigerasi DasarRizaldi Satria N
 
Presentasi Karet
Presentasi KaretPresentasi Karet
Presentasi KaretAgam Real
 
pipeline components
pipeline componentspipeline components
pipeline componentsHERI PRIONO
 
Buku kkl & pkl akhir 2
Buku kkl & pkl akhir 2Buku kkl & pkl akhir 2
Buku kkl & pkl akhir 2Bagas Fajar R
 
3. soal mekanisme katup
3. soal  mekanisme katup3. soal  mekanisme katup
3. soal mekanisme katupMulyono SPd
 
Modul peredam kejut sepeda motor
Modul peredam kejut sepeda motorModul peredam kejut sepeda motor
Modul peredam kejut sepeda motorruwaedi
 
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan Bakar
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan BakarJobsheet Memeriksa Pompa Bahan Bakar
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan BakarCharis Muhammad
 
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetri
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetriMakalah katalis enzim reaksi aldol asimmetri
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetriAhmad Dzikrullah
 
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelan
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelanLaporan shinta prakerin-akomodasi perhotelan
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelanHospitality Industry
 

What's hot (20)

Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal Aceh
Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal AcehLaporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal Aceh
Laporan Kerja Praktek PT. Meridan Sejati Surya Plantation Bangsal Aceh
 
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakarta
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakartaLaporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakarta
Laporan observasi lab bengkel smk mikael dan smkn 6 yogyakarta
 
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malang
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, MalangLaporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malang
Laporan Praktek Kerja Industri PG.Kebon Agung, Malang
 
Chapter iv komponen komponen alat berat
Chapter iv komponen komponen alat beratChapter iv komponen komponen alat berat
Chapter iv komponen komponen alat berat
 
Bioreaktor new
Bioreaktor newBioreaktor new
Bioreaktor new
 
Pembuatan Vinil Klorida
Pembuatan Vinil KloridaPembuatan Vinil Klorida
Pembuatan Vinil Klorida
 
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...
Mesin pendingin (refrigerator) merupakan suatu rangkaian mesin yang mampu bek...
 
Makalah Biogas Kelompok 3 Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
Makalah Biogas Kelompok 3  Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung PandangMakalah Biogas Kelompok 3  Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
Makalah Biogas Kelompok 3 Teknik Kimia Politeknik Negeri Ujung Pandang
 
1. ebook panduan belajar autocad
1. ebook panduan belajar autocad1. ebook panduan belajar autocad
1. ebook panduan belajar autocad
 
Bahan Ajar Refrigerasi Dasar
Bahan Ajar Refrigerasi DasarBahan Ajar Refrigerasi Dasar
Bahan Ajar Refrigerasi Dasar
 
Presentasi Karet
Presentasi KaretPresentasi Karet
Presentasi Karet
 
pipeline components
pipeline componentspipeline components
pipeline components
 
Cue Card
Cue CardCue Card
Cue Card
 
Teknik refrigerasi
Teknik refrigerasiTeknik refrigerasi
Teknik refrigerasi
 
Buku kkl & pkl akhir 2
Buku kkl & pkl akhir 2Buku kkl & pkl akhir 2
Buku kkl & pkl akhir 2
 
3. soal mekanisme katup
3. soal  mekanisme katup3. soal  mekanisme katup
3. soal mekanisme katup
 
Modul peredam kejut sepeda motor
Modul peredam kejut sepeda motorModul peredam kejut sepeda motor
Modul peredam kejut sepeda motor
 
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan Bakar
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan BakarJobsheet Memeriksa Pompa Bahan Bakar
Jobsheet Memeriksa Pompa Bahan Bakar
 
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetri
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetriMakalah katalis enzim reaksi aldol asimmetri
Makalah katalis enzim reaksi aldol asimmetri
 
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelan
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelanLaporan shinta prakerin-akomodasi perhotelan
Laporan shinta prakerin-akomodasi perhotelan
 

Viewers also liked

Sistem Kerja Air Conditioner (AC)
Sistem Kerja Air Conditioner (AC)Sistem Kerja Air Conditioner (AC)
Sistem Kerja Air Conditioner (AC)Asni Tafrikhatin
 
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XII
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIISistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XII
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIIDiva Pendidikan
 
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)Galih Andhika Ramadhan
 
Pompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo taharaPompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo taharaAzzam Robbani
 
Teknik dasar teknik pendingin
Teknik dasar teknik pendinginTeknik dasar teknik pendingin
Teknik dasar teknik pendinginSandi Jenicipta
 
Kontrol Refrijerasi dan Tata Udara
Kontrol Refrijerasi dan Tata  Udara Kontrol Refrijerasi dan Tata  Udara
Kontrol Refrijerasi dan Tata Udara lombkTBK
 
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XI
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIRPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XI
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIDiva Pendidikan
 
Sistem dan Instalasi Tata Udara
Sistem dan Instalasi Tata Udara Sistem dan Instalasi Tata Udara
Sistem dan Instalasi Tata Udara lombkTBK
 

Viewers also liked (13)

Sistem Kerja Air Conditioner (AC)
Sistem Kerja Air Conditioner (AC)Sistem Kerja Air Conditioner (AC)
Sistem Kerja Air Conditioner (AC)
 
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XII
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIISistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XII
Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XII
 
Ac
AcAc
Ac
 
Pompa kompresor
Pompa kompresorPompa kompresor
Pompa kompresor
 
Bab1 perpan
Bab1 perpanBab1 perpan
Bab1 perpan
 
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)
Tata Udara Terapan teori (testing adjusting balancing)
 
Kompresor
KompresorKompresor
Kompresor
 
Pompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo taharaPompa & kompresor; sularso, haruo tahara
Pompa & kompresor; sularso, haruo tahara
 
Teknik dasar teknik pendingin
Teknik dasar teknik pendinginTeknik dasar teknik pendingin
Teknik dasar teknik pendingin
 
Sistem tataudara
Sistem tataudaraSistem tataudara
Sistem tataudara
 
Kontrol Refrijerasi dan Tata Udara
Kontrol Refrijerasi dan Tata  Udara Kontrol Refrijerasi dan Tata  Udara
Kontrol Refrijerasi dan Tata Udara
 
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XI
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XIRPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XI
RPP SMK Sistem dan Instalasi Refrigerasi Kelas XI
 
Sistem dan Instalasi Tata Udara
Sistem dan Instalasi Tata Udara Sistem dan Instalasi Tata Udara
Sistem dan Instalasi Tata Udara
 

Similar to Komponen sistem refrigerasi pada freeze dryer

Cara kerja ac dan bagian
Cara kerja ac dan bagianCara kerja ac dan bagian
Cara kerja ac dan bagianpradana jie
 
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdf
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdfacdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdf
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdfMuzakir9811
 
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...FreddyTaebenu
 
Bab ii bagian besar ac
Bab ii bagian besar acBab ii bagian besar ac
Bab ii bagian besar acrizky putra
 
Sistem pendingin
Sistem pendinginSistem pendingin
Sistem pendinginIndra Indra
 
PPT_ FISIKA S123_AC.pptx
PPT_ FISIKA S123_AC.pptxPPT_ FISIKA S123_AC.pptx
PPT_ FISIKA S123_AC.pptxChemistryChanel
 
Kelompok 9. ahu & chilled water
Kelompok 9. ahu & chilled waterKelompok 9. ahu & chilled water
Kelompok 9. ahu & chilled watertry anugrah
 
PPT AC.pptx
PPT AC.pptxPPT AC.pptx
PPT AC.pptxyandha1
 
sertf Air Conditioner.ppt
sertf Air Conditioner.pptsertf Air Conditioner.ppt
sertf Air Conditioner.pptWayanSantosa2
 
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptx
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptxair_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptx
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptxMuhammadAliIdris
 

Similar to Komponen sistem refrigerasi pada freeze dryer (20)

"Menggambar sistem pemipaan"
"Menggambar sistem pemipaan""Menggambar sistem pemipaan"
"Menggambar sistem pemipaan"
 
Cara kerja ac dan bagian
Cara kerja ac dan bagianCara kerja ac dan bagian
Cara kerja ac dan bagian
 
Ac
AcAc
Ac
 
Pendingin 2
Pendingin 2Pendingin 2
Pendingin 2
 
1956846.ppt
1956846.ppt1956846.ppt
1956846.ppt
 
1956846 (1).ppt
1956846 (1).ppt1956846 (1).ppt
1956846 (1).ppt
 
Heat pump(diagram)
Heat pump(diagram)Heat pump(diagram)
Heat pump(diagram)
 
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdf
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdfacdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdf
acdlidirsoloraya.blogspot.com-KOMPONEN AC SPLIT SERTA FUNGSINYA (1).pdf
 
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...
Pemanfaatan Energi Panas Terbuang Pada Kondensor AC Sentral Jenis Water Chill...
 
Bab ii bagian besar ac
Bab ii bagian besar acBab ii bagian besar ac
Bab ii bagian besar ac
 
Sistem pendingin
Sistem pendinginSistem pendingin
Sistem pendingin
 
PPT_ FISIKA S123_AC.pptx
PPT_ FISIKA S123_AC.pptxPPT_ FISIKA S123_AC.pptx
PPT_ FISIKA S123_AC.pptx
 
Kelompok 9. ahu & chilled water
Kelompok 9. ahu & chilled waterKelompok 9. ahu & chilled water
Kelompok 9. ahu & chilled water
 
chilled water
chilled waterchilled water
chilled water
 
Resume Kompressor MKE_.pptx
Resume Kompressor MKE_.pptxResume Kompressor MKE_.pptx
Resume Kompressor MKE_.pptx
 
PPT AC.pptx
PPT AC.pptxPPT AC.pptx
PPT AC.pptx
 
sertf Air Conditioner.ppt
sertf Air Conditioner.pptsertf Air Conditioner.ppt
sertf Air Conditioner.ppt
 
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptx
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptxair_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptx
air_conditioner_mobil_konvensional_lengk.pptx
 
ac.pptx
ac.pptxac.pptx
ac.pptx
 
Sistem pelumasan
Sistem pelumasanSistem pelumasan
Sistem pelumasan
 

Komponen sistem refrigerasi pada freeze dryer

  • 1. Komponen Sistem Refrigerasi pada Freeze Dryer 3.1 Komponen Sistem Refrigerasi Komponen-komponen sistem refrigerasi kompresi uap dapat digolongkan menjadi komponen utama dan komponen pendukung/tambahan (komponen kontrol dan kelistrikan). 3.1.1 Komponen Utama Secara umum komponen utama sistem refrigerasi kompresi uap meliputi kompresor, kondenser, alat ekspansi dan evaporator. Namun pada Freeze Dryer terdapat komponen-komponen utama lainnya yang dialiri refrigeran sekunder berupa silicone oil. Komponen-komponen tersebut berupa pompa sirkulasi, heater dan Heat Exchanger. a. Kompresor Kompresor dalam sistem refrigerasi merupakan komponen utama yang mengkompresikan refrigeran. Kompresor menghisap refrigeran dari suction line sehingga tekanan di evaporator menjadi rendah. Setelah itu, refrigeran dikompresikan menuju discharge line sehingga tekanan di kondenser menjadi tinggi. Refrigeran akan bersirkulasi ke seluruh bagian sistem refrigerasi karena adanya perbedaan tekanan antara sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Menurut Arismunandar dan Saito (2005: 127) kompresor dapat dibagi dalam dua jenis utama, yaitu kompresor positif, dimana gas dihisap masuk ke dalam silinder dan dikompresikan; dan jenis kompresor non-positif, dimana gas yang dihisap masuk dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah energi kinetik untuk menaikkan tekanan. Selanjutnya Arismunandar dan Saito (2005: 128) mengelompokkan kompresor menjadi beberapa macam berdasarkan bentuknya, kompresinya, kecepatan putar, gas refrigeran dan konstruksinya. 1. Kompresor menurut bentuknya Jenis vertikal Jenis horizontal Jenis silinder banyak (jenis V, W dan VV) metode
  • 2. 2. Kompresor menurut metode kompresinya Metode kompresi positif  Kompresor torak (kerja tunggal atau ganda)  Kompresor torak tingkat ganda  Kompresor putar  Kompresor sekrup Metode kompresor sentrifugal  Kompresor sentrifugal satu tingkat  Kompresor sentrifugal tingkat ganda 3. Kompresor menurut kecepatan putar Jenis kecepatan rendah Jenis kecepatan tinggi 4. Kompresor menurut gas yang dikompresi Kompresor Ammonia Kompresor refrigeran Kompresor CO2 5. Kompresor menurut konstruksinya Kompresor open type (terbuka) Kompresor hermetic Kompresor semi hermetic Sistem refrigerasi untuk temperatur rendah dengan perbandingan kompresi yang tinggi dan memerlukan range temperatur yang luas, maka lebih baik dan ekonomis jika menggunakan kompresor multi stage reciprocating atau centrifugal/screw (United Nations Environment Programme, 2006: 14). Sistem refrigerasi multi stage menggunakan dua buah kompresor atau lebih yang dipasang secara seri. Kompresor tahap pertama biasa disebut sebagai low-stage compressor. Kompresor tahap kedua disebut high-stage compressor. Kedua kompresor bertingkat ini digerakkan oleh motor yang sama. Kompresor yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu kompresor screw 2 stage berjenis semi hermetic. Kompresor ini menggunakan sepasang rotor yang berbentuk ulir. Rotor itu terdiri dari male rotor dan female
  • 3. rotor yang dilengkapi oleh oil injection. Male rotor mempunyai ulir yang permukaannya cembung. Female rotor mempunyai ulir yang permukaannya cekung. Pasangan rotor ini berputar dalam arah saling berlawanan, seperti sepasang roda gigi. Male rotor digerakkan oleh motor listrik, sedangkan female rotor digerakkan oleh male rotor. Poros motor listrik dihubungkan dengan poros male rotor secara langsung. Oli akan melumasi rotor dan bearing serta mendinginkan refrigeran terkompresi. Gambar 3.1 Potongan Kompresor Screw: (A) male rotor. (B) female rotor. (C) dinding silinder Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 163) Mekanisme kompresor screw melakukan gerak tiga langkah yaitu proses penghisapan, kompresi, dan pengeluaran. Saat rotor berputar maka ruang yang terbentuk antara lekukan (lobe) rotor dan dinding silinder akan bergerak ke arah aksial sehingga refrigeran dimampatkan. Gambar 3. menunjukkan bahwa proses penghisapan, kompresi dan pengeluaran dilakukan secara berurutan oleh rotor sekrup. Rotor yang seimbang dan berputar murni tanpa ada bagian yang bergerak bolak-balik membuat aliran refrigeran yang dikompresi menjadi berkelanjutan (continuous) sehingga menghasilkan vibrasi yang kecil. Fluktuasi aliran maupun momen puntir poros menjadi sangat kecil. Oleh karena itu, kompresor screw cocok untuk beroperasi pada putaran tinggi. Ukurannya menjadi lebih kecil dibandingkan kompresor torak untuk daya yang sama pada putaran tinggi. Usia pemakaian pun relatif lebih panjang dibandingkan kompresor reciprocating.
  • 4. Gambar 3.2 Mekanisme Kompresor Screw: (A) refrigeran dihisap masuk melalui suction inlet kompresor. (B) refrigeran mulai dikompresi. (C) kompresi refrigeran (D) refrigeran terkompresi mulai dikeluarkan (E) pengeluaran refrigeran terkompresi tahap akhir. Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 163) Gambar 3.3 Konstruksi Kompresor Screw Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2006: 164) b. Condenser Condenser adalah komponen untuk mengkondensasikan (mengembunkan) refrigeran. Condenser akan melepas kalor laten dari uap refrigeran bertekanan tinggi sehingga fasenya berubah menjadi cairan. Pelepasan kalor di condenser dibantu oleh media udara, air atau gabungan udara dan air. Media untuk pelepasan kalor akan menentukan jenis condenser yang cocok digunakan pada sistem refrigerasi. Jenis-jenis condenser tersebut yaitu air cooled condenser (condenser
  • 5. berpendingin udara), water cooled condenser (condenser berpendingin air) dan evaporative condenser (condenser berpendingin udara dan air). Condenser yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu jenis water cooled condenser. Berdasarkan konstruksinya, condenser ini adalah jenis shell and tube. Condenser jenis ini terdiri dari tabung shell baja, di bagian dalamnya terdapat beberapa pipa lurus yang tersusun secara paralel. Ujung dan pangkal pipa-pipa tersebut dibatasi oleh pelat (tube sheet). Air pendingin (condensing water) mengalir di dalam pipa-pipa, sedangkan refrigeran mengalir di luar pipa (di dalam shell). Air pendingin disirkulasikan oleh pompa dari cooling tower menuju condenser. Pengaturan tekanan masuk (water in) dan keluar (water out) dilakukan secara manual memakai gate valve. Pipa-pipa air memiliki temperatur yang lebih rendah dibandingkan shell refrigeran, sehingga terjadi perpindahan kalor dari refrigeran kepada air. Selanjutnya air yang keluar dari condenser didinginkan oleh cooling tower. Gambar 3.4 Konstruksi Water Cooled Condenser Jenis Shell and Tube Sumber: http://bitzer.de/eng/productservice/p3/754 c. Katup Ekspansi Termostatik (Thermostatic Expansion Valve) Menurut Arismunandar dan Saito (2005: 165) katup ekspansi dipergunakan untuk mengekspansikan secara adiabatik cairan refrigeran yang bertekanan dan bertemperatur tinggi sampai mencapai tingkat keadaan tekanan dan temperatur rendah. Selain itu, katup ekspansi mengatur pemasukan refrigeran sesuai dengan beban pendinginan yang harus dilayani oleh evaporator. Katup ekspansi mengatur supaya evaporator dapat selalu bekerja sehingga diperoleh efisiensi siklus refrigerasi yang maksimal.
  • 6. Katup ekspansi yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu jenis Thermostatic Expansion Valve atau biasa disingkat TXV dengan external equalizer. Menurut Handoko K. (1987: 22) katup ekspansi termostatik dapat mengatur jumlah refrigeran yang mengalir ke evaporator sesuai dengan beban evaporator dan mempertahankan efisiensi evaporator yang maksimum pada setiap keadaan beban evaporator yang berubah-ubah. Katup ekspansi termostatik dapat mempertahankan gas superheat yang konstan pada setiap perubahan beban di evaporator. Besarnya superheat dapat diatur dengan memutar baut (adjusting screw) pada katup ekspansi termostatik. Gambar 3.5 Konstruksi Thermostatic Expansion Valve Sumber: http://tom75wang.en.made-inchina.com/product/UzmxEHQGxnhk/China-Expansion-Valve.html Perubahan diameter yang cukup besar antara inlet dan outlet TXV membuat tekanan refrigeran mengalami penurunan yang cukup tajam, tetapi laju alirannya meningkat. Refrigeran akan di-spray (disemprotkan) sehingga wujudnya menjadi campuran antara cair dan uap. Menurut Hasan dan Widodo (2008: 120) akibatnya akan terjadi ekspansi panas. Hasil ekspansi panas ini berupa penurunan temperatur liquid refrigeran yang keluar dari katup ekspansi. Selanjutnya liquid refrigeran yang bertemperatur dan bertekanan rendah tersebut disalurkan ke evaporator. Kerugian tekanan (pressure drop) pada pipa menyebabkan tekanan inlet dan outlet evaporator tidak sama. Jika rugi tekanan cukup besar, maka dapat
  • 7. berakibat pada setting superheat yang terlalu besar. Pemasangan TXV dengan external equalizer dapat mengatasi hal tersebut. Gambar 3.6 Potongan Thermostatic Expansion Valve Sumber: http://hvactutorial.wordpress.com/sectioned-components/expansionvalves/txv-with-external-equalizer/ Sensing bulb di bagian atas diafragma TXV ditempelkan dengan outlet evaporator sehingga dapat mendeteksi atau merespon langsung perubahan temperatur. Equalizer port (sambungan external equalizer) dihubungkan dengan outlet evaporator pada posisi setelah sensing bulb. Hal ini menjadikan tekanan outlet evaporator yang terdeteksi oleh TXV dapat mengimbangi tekanan fluida di dalam sensing bulb dan aliran refrigeran pun dapat diatur. Tekanan outlet evaporator dan tekanan pegas pengatur superheat akan menekan diafragma ke atas dan menutup lubang (orifice) TXV. Tekanan fluida di dalam sensing bulb akan menekan diafragma ke bawah dan membuka lubang (orifice) TXV. Besarnya bukaan lubang (orifice) TXV tergantung dari besarnya tekanan outlet evaporator, tekanan pegas pengatur superheat dan tekanan fluida sensing bulb. Perubahan beban di evaporator direspon dengan perubahan besarnya tekanan outlet
  • 8. evaporator, tekanan pegas pengatur superheat dan tekanan fluida sensing bulb sehingga terjadi penyesuaian aliran refrigeran secara otomatis. d. Evaporator Evaporator adalah komponen untuk menguapkan refrigeran yang mengalir di dalamnya. Refrigeran tersebut keluar dari alat ekspansi kemudian saat berada di evaporator akan menyerap kalor dari produk yang akan didinginkan. Perpindahan kalor dari produk menuju dinding-dinding evaporator yang bertemperatur lebih rendah menyebabkan refrigeran menguap. Evaporasi (penguapan) refrigeran terjadi pada tekanan rendah di sepanjang pipa evaporator. Saat berada di outlet evaporator diharapkan refrigeran sudah berwujud uap jenuh karena akan dikompresi. Pemberian panas lanjut (superheat) pun sering dilakukan untuk menjamin supaya kompresor tidak menghisap cairan refrigeran. Evaporator yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 yaitu jenis dry or direct expansion dengan konstruksi berupa finned tube evaporator dan flooded evaporator dengan konstruksi berupa plate surface evaporator. Finned tube evaporator ditempatkan di ruangan pengembunan (condenser), sedangkan plate surface evaporator terdapat di ruangan pengering (drying chamber). Plate surface evaporator ini biasa disebut sebagai shelf cooling coil karena disusun membentuk rak (shelf) untuk menyimpan botol/vial vaksin. Shelf cooling coil dialiri silicone oil yang selalu berwujud cairan/liquid. Jika terjadi kebocoran pada shelf cooling coil, maka silicone oil cair tidak akan menyebar ke seluruh bagian dalam ruangan pengering (drying chamber) sehingga tidak akan mengkontaminasi seluruh botol vaksin. Proses pendinginan uap air yang terkandung di dalam vaksin sampai membeku berlangsung dengan cepat (fast freezing). Temperatur shelf cooling coil pada proses ini dipertahankan sebesar -45 OC. Sebelum proses freezing selesai, pompa vakum bekerja kemudian main valve (katup yang membatasi drying chamber dan ruangan pengembunan) membuka. Pompa vakum menghisap udara dan uap air dari dalam drying chamber dan condenser sehingga tekanannya menjadi sangat rendah. Heater bekerja sesaat sehingga terjadi proses sublimasi uap air.
  • 9. Evaporator di ruangan pengembunan berfungsi untuk mengembunkan uap air yang telah tersublimasi di ruangan pengering (drying chamber). Hal ini dapat meminimalisasi uap air yang terhisap oleh pompa vakum. Evaporator di ruangan pengembunan dialiri R-404A. Saat proses pembekuan uap air di ruangan pengering (drying chamber), R-404A dikondisikan pada temperatur kamar. Saat proses drying, R-404A dikondisikan pada temperatur -75 OC. e. Heat Exchanger Heat Exchanger adalah komponen yang menukar kalor dari suatu fluida dengan kalor dari fluida lain. Masing-masing fluida memiliki temperatur yang berbeda, sehingga kalor dapat berpindah dari fluida bertemperatur tinggi menuju fluida bertemperatur rendah. Heat Exchanger yang digunakan pada Freeze Dryer adalah tipe Brazed Plate Heat Exchanger (BPHE). Heat Exchanger tersebut dibedakan menjadi: 1. Shelf Cooling Heat Exchanger Heat Exchanger ini berguna untuk menukar kalor antara silicone oil dengan R-404A. Temperatur silicone oil cair akan mengalami penurunan karena kalor sensibelnya diambil oleh R-404A. Kalor sensibel silicone oil akan menguapkan (mengevaporasikan) R-404A. 2. Oil Cooling Heat Exchanger Heat Exchanger ini berguna untuk menukar kalor antara oli kompresor dengan air. Oli kompresor didinginkan oleh air yang disirkulasikan dari cooling tower. Aliran air yang memasuki Oil Cooling Heat Exchanger diatur secara termostatik oleh Water Regulating Valve. 3. Interstage Heat Exchanger Heat Exchanger ini berguna sebagai subcooler untuk R-404A yang memasuki saluran interstage.
  • 10. Gambar 3.7 Konstruksi Brazed Plate Heat Exchanger Sumber: http://www.monstermarketplace.com/heating-supplies/trinity-brazeplate-heat-exchanger-la-1430-82011 f. Pompa Sirkulasi Silicone Oil Pompa sirkulasi pada Freeze Dryer model Lyofast 40 digunakan untuk mensirkulasikan silicone oil cair dari shelf cooling coil menuju heater, Heat Exchanger dan kembali ke shelf cooling coil. Silicone oil merupakan refrigeran sekunder yang selalu berwujud cairan/liquid dan menyerap kalor dari vaksin. Silicone oil disirkulasikan oleh dua buah pompa yang dipasang secara paralel. Kedua pompa bekerja secara bergantian (saling mem-back up), misalnya pompa 1 bekerja saat proses freezing, pompa 2 bekerja saat proses drying, dan seterusnya. g. Heater Heater digunakan untuk memanaskan silicone oil cair yang bersirkulasi. Pemanasan silicone oil diperlukan saat proses drying (pengeringan uap air yang terkandung di dalam vaksin). Pemanasan berlangsung sebelum pengambilan kalor silicone oil oleh R-404A di dalam Heat Exchanger. Heater akan segera meningkatkan temperatur silicone oil saat proses drying dimulai dan berhenti bekerja setelah temperatur shelf cooling coil tercapai. Setiap kali temperatur shelf cooling coil lebih rendah daripada deviasi yang ditentukan, maka heater otomatis bekerja. Kerja heater sangat tergantung pada sensor temperatur shelf cooling coil. 3.1.2 Komponen Pendukung Komponen pendukung/tambahan diperlukan untuk mengoptimalkan kerja sistem refrigerasi sehingga performansinya dapat lebih baik. Komponen pendukung ini meliputi alat-alat kontrol dan komponen-komponen perpipaan.
  • 11. Komponen-komponen pendukung yang digunakan pada Freeze Dryer model Lyofast 40 diantaranya sebagai berikut. a. Filter Drier Gambar 3.8 Konstruksi Filter Drier Sumber: http://www.ecvv.com/product/3016342.html Komponen ini berfungsi untuk menyaring kotoran dan menyerap uap air yang masih bersirkulasi di dalam sistem refrigerasi. Filter drier dipasang pada liquid line, setelah kondenser dan sebelum katup ekspansi. Drier (pengering) berbentuk silinder dengan diameter dan panjang berbeda-beda sesuai keperluan. Bahan pengering atau yang biasa disebut sebagai desiccant dibuat dari senyawa kimia, seperti Silica gel, Aluminium Oksida dan Kalsium Klorida. Penggantian desiccant dilakukan saat uap air tidak dapat diserap lagi oleh desiccant yang telah jenuh. b. Accumulator Accumulator adalah komponen yang memisahkan refrigeran cair sehingga tidak masuk ke kompresor. Refrigeran yang masih berwujud cair akan terpisah dari uap refrigeran. Accumulator mengumpulkan refrigeran cair pada bagian bawah, sedangkan uap refrigeran berada di bagian atasnya sehingga dapat mengalir menuju kompresor. Accumulator dipasang pada suction line atau di antara evaporator dan kompresor. c. Oil Filter Oil filter berfungsi sebagai penyaring kotoran yang mengalir bersama oli kompresor. Oil filter terdiri dari screen, cartridge, handle dan retainer/seal.
  • 12. Head/penutup oil filter dapat dibongkar-pasang sehingga komponen-komponen di dalamnya mudah dikeluarkan dan dibersihkan. Oil filter memiliki saluran/pipa yang terhubung pada pompa oli dan oil cooling heat exchanger. Inlet dan outlet oil filter dihubungkan dengan oil pressure switch sebagai pengaman. d. Sight Glass Gambar 3.9 Konstruksi Sight Glass Sumber: (Althouse, Turnquist dan Bracciano, 2004: 597) Sight glass adalah komponen untuk melihat aliran refrigeran pada liquid line atau oli pada kompresor. Sight glass dipasang setelah filter drier dan sebelum katup ekspansi. Sight glass memiliki indikator uap air yang terbuat dari bahan kimia. Indikator ini akan berubah warna jika refrigeran yang mengalir di dalam sistem refrigerasi bercampur dengan uap air. e. Check Valve Check valve adalah katup yang mengalirkan refrigeran ke satu arah dan mencegah aliran balik. Saat refrigeran mengalir dengan arah yang benar maka katup akan membuka penuh dan saat alirannya terbalik maka katup akan menutup. Arah aliran refrigeran yang benar ditunjukkan oleh anak panah pada badan katup. Sistem refrigerasi multi evaporator yang temperaturnya berlainan harus memakai check valve pada outlet evaporator bertemperatur rendah. Hal ini dapat mencegah aliran refrigeran ke evaporator yang tekanannya lebih rendah saat kompresor sedang berhenti.
  • 13. Gambar 3.10 Konstruksi Check Valve Sumber: http://www.johnstonesupply.com/storefront/product-view.ep?pID=B12406 f. Solenoid Valve Solenoid valve adalah katup yang bekerja atas pengaruh aliran arus listrik pada kumparan di bagian dalamnya. Solenoid valve umumnya berada pada keadaan normal tertutup (Normally Closed). Solenoid valve hanya memiliki dua keadaan, yaitu membuka penuh atau menutup rapat. Jika arus listrik mengalir pada kumparan, maka lubang katup akan membuka penuh, sedangkan jika tidak ada arus listrik yang mengalir, maka lubang katup akan menutup rapat. Solenoid valve yang dipasang pada saluran liquid berguna untuk mencegah refrigeran cair mengalir ke TXV dan evaporator saat kompresor berhenti atau saat evaporator tidak bekerja mengambil kalor. Gambar 3.11 Konstruksi Solenoid Valve Sumber: http://www. alcowork.en.ec21.com g. Water Regulating Valve Water regulating valve adalah katup pengatur aliran air untuk mendinginkan komponen-komponen lain, seperti water cooled condenser dan Heat Exchanger. Water regulating valve dibedakan menjadi dua jenis yaitu yang bekerja atas pengaruh tekanan (pressure operated water regulating valve) dan
  • 14. pengaruh temperatur (termostatic water regulating valve). Jika tekanan atau temperatur kondensasi bertambah tinggi maka lubang katup membuka dan mengalirkan air lebih banyak ke condenser. Pengaturan aliran air secara otomatis ini dimaksudkan untuk mempertahankan tekanan atau temperatur kondensasi sesuai dengan kondisi beban yang berubah-ubah. Kedua jenis water regulating valve digunakan pada Freeze Dryer BOC Edwards model Lyofast 40. Termostatic water regulating valve digunakan pada water inlet Oil Cooling Heat Exchanger. Katup ini memiliki sensing bulb yang ditempelkan dengan water outlet Heat Exchanger sehingga dapat mendeteksi atau merespon langsung perubahan temperatur. Pressure operated water regulating valve digunakan pada inlet water cooled condenser. Katup ini memiliki pipa kapiler sensor di bagian atas bellow yang dihubungkan dengan relief valve condenser sehingga dapat mendeteksi atau merespon langsung perubahan tekanan. Gambar 3.12 Konstruksi Termostatic Water Regulating Valve Sumber: http://www.danfoss.com/BusinessAreas/IndustrialAutomation/ NewsArchive/2008/Temperature-control-system-issues---ContactDanfoss/45C08BF4-06F4-4064-B91A-37EE8353BA02.html h. Alat Kontrol Kelistrikan Alat kontrol kelistrikan pada Freeze Dryer BOC Edwards model Lyofast 40 terdiri dari High Low Pressure Switch, Oil Pressure Switch, Flow Switch dan alat kontrol lain. High Low Pressure Switch akan memutuskan arus listrik ke kompresor jika tekanan discharge lebih tinggi dari ketentuan atau tekanan suction lebih rendah dari ketentuan. Oil Pressure Switch akan memutuskan arus listrik ke kompresor jika tekanan oli lebih rendah dari ketentuan. Oil Pressure Switch pun akan memutuskan arus listrik jika tekanan oli
  • 15. tidak dapat naik sampai batas yang aman saat kompresor mulai dijalankan. Flow Switch dikontrol oleh laju aliran air yang masuk ke water cooled condenser dan Oil Cooling Heat Exchanger. Flow Switch mempunyai sensor seperti lidah yang dimasukkan ke dalam pipa untuk mengukur besar laju aliran air. Flow Switch akan memutuskan arus listrik ke kompresor jika laju aliran air lebih rendah dari ketentuan. Alat-alat kelistrikan dikontrol secara otomatis oleh PLC (Programmable Logic Control) dan inverter. Referensi Althouse, Andrew D., Carl H. Turnquist dan Alfred F. Bracciano. (2004). Modern Refrigeration and Air Conditioning. Illinois: The Goodheart-Willcox Company, Inc. Arismunandar, Wiranto dan Saito, Heizo. (2005). Penyegaran Udara Cetakan Ketujuh. Jakarta: Pradnya Paramita. K., Handoko. (1987). Alat Kontrol Mesin Pendingin. Jakarta: PT. Ichtiar Baru. United Nations Environment Programme. (2006). Energy Efficiency Guide for Industry in Asia. Electrical Energy Equipment: Refrigeration and Air Conditioning. [Online]. Tersedia: http://www.energyefficiencyasia.org [2009].