PENGANTAR SISTEM REFRIGERASI

Definisi Refrigerasi
• Refrigerasi adalah proses pengambilan panas atau pemindahan panas dari tempat yang tidak diinginkan ke tempat lain melalui perubahan phasa (wujud) suatu cairan.
• Refrigerasi adalah proses untuk menghasilkan kondisi dingin atau menjaga sesuatu tetap dingin.

Sejarah Refrigerasi
• Pengawetan makanan merupakan masalah utama pada refrigerasi jaman dahulu.
• Sebelum jaman Romawi telah ditemukan fakta bahwa makanan lebih tahan lama jika disimpan dalam keadaan dingin.
• Pada kondisi dingin, pembusukan melambat karena pertumbuhan bakteri melambat.
• Pada suhu di bawah 0 F pertumbuhan bakteri akan terhenti.
• Pada jaman dulu, dibelahan bumi utara, es yang terbentuk secara alami pada musim dingin dipotong dan disimpan di dalam ruangan terinsulasi atau dalam serbuk gergaji.
• Pada musim semi dan panas es dijual untuk pengawetan makanan.
• Pada musim semi dan panas harga es sangat mahal. Hanya kalangan mampu yang dapat membelinya.
• Pada akhir abad ke-19 suhu pada musim dingin tidak terlalu dingin sehingga terjadi kekurangan es alami
• Hal ini merangsang perkembangan refrigerasi mekanik untuk membuat es.
• Awal tahun 1900-an listrik mulai berkembang dan telah ada perusahaan yang membuat lemari es.

Penggunaan Teknik Refrigerasi
• Untuk pengawetan bahan makanan:

 Produk harian; (1) Di tempat pemerahan, susu harus segera didinginkan dalam tangki pendingin dengan temperatur 50 0F sampai 60 0F. (2) Pada proses pembuatan es krim bumbu-bumbu dipasteurisasi dulu, kemudian dicampur dengan susu, didinginkan pada temperature antara 20 0F sampai 25 0F, setelah mengental lalu di masukkan ke dalam wadah kemasan. (3) Pada penyimpanan mentega dan keju proses pendinginan dapat mempertahankan kwalitas bahkan memperpanjang umurnya.

 Kemasan daging; segera setelah disembelih hewan potong dibawa masuk ke dalam ruangan yang didinginkan untuk dipotong-potong. Untuk penyimpanan jangka panjang daging disimpan dalam ruangan pendingin dengan temperature 32 0F sampai 34 0F.

 Produk ikan; Ikan segera didinginkan begitu ditangkap sampai perahu penangkap ikan kembali ke pelabuhan untuk penanganan selanjutnya.

 Produk minuman; Pendinginan diperlukan untuk memproduksi minuman seperti saribuah, bir an anggur. Rasa lezat minuman dapat ditingkatkan bila disajikan dalam keadaan dingin.

 Lemari es dan freezer; Makin sibuknya kegiatan harian orang-orang di kota besar, maka mereka berbelanja sekaligus keperluan dapurnya untuk jangka waktu tertentu.

• Pabrik kimia:
 Untuk pemisahan gas di pabrik petrokimia dengan temperature rendah -250 0F.
 Untuk pendinginan gas di pabrik ammonia buatan dengan temperature 0 0F sampai 50 0F.
 Untuk pengeringan udara di pabrik obat-obatan.
 Untuk pembekuan larutan di industri minyak.
 Untuk penyimpanan gas bertekanan rendah dalam bentuk cair, missal LPG.
 Untuk proses pendinginan pada pelapisan kertas lilin dengan temperature 10 0F.
 Untuk mengeluarkan panas dari suatu reaksi di pabrik karet tiruan.
 Untuk penyeimbang larutan di pabrik tekstil dan karet.
 Untuk fermentasi/proses peragian di pabrik alcohol dan penisilin.
 Untuk pendinginan dan pengawetan di pabrik-pabrik obat-obatan dan bahan peledak.

• Untuk pemakaian khusus:
 Perlakuan dingin terhadap logam.
 Bidang kedokteran, digunakan pada pembiusan saat operasi untuk mencegah terjadinya kejutan akibat operasi.
 Arena es skating.
 Bidang konstruksi, untuk mendinginkan betonan agar tidak retak-retak.
 Penawaran air laut.
 Pabrik-pabrik es.

• Pengkondisian udara:
 Laboratorium; untuk membantu para dokter dan ahli biologi guna mempelajari efek temperature dan humidity pada makhluk hidup.
 Percetakan; pengawasan humidity adalah faktor utama, jika humiditynya tidak stabil maka kertas akan mengkerut atau memanjang dan akan membuat warna jadi berubah atau tinta tidak kering .
 Pembuatan alat-alat presisi; keuntungan yang dapat diproleh jika temperturnya stabil yaitu (1) logam itu tidak akan memuai atau mengkerut, (2) peristiwa korosive dapat dicegah, (3) menyaring udara untuk mengurangi debu.
 Tekstil; tekstil sangat sensitive terhadap perubahan temperature dan humidity.
 Pembuatan baja; Udara perlu dikeringkan dulu sebelum masuk tanur/dapur tinggi guna meningkatkan mutu baja dan mengurangi jumlah kokas yang diperlukan untuk tiap ton baja.
 Pharmasi; di tempat ini diperlukan udara yang bebas bakteri dan bebas debu.
 Produksi photography; bahan mentah untuk photography jadi lebih cepat rusak pada temperature dan humidity tinggi.
 Untuk pemeliharaan hewan ternak; memelihara hewan ternak dengan udara sejuk di musim panas hasilnya akan lebih baik, dalam arti pemberian makannya jadi lebih ekonomis.
 Untuk di kendaraan- kendaraan, di kantor-kantor, rumah tinggal, rumah sakit, hotel dan sebagainya.

Panas dan Temperatur
• Panas adalah energi yang diterima oleh benda sehingga suhu benda atau wujudnya berubah.
• Ukuran jumlah panas dinyatakan dalam notasi British Thermal Unit (BTU). Air digunakan sebagai standar untuk menghitung jumlah panas karena untuk menaikkan temperature 1 0F untuk tiap 1 lb air diperlukan panas 1 BTU.
• Panas jenis suatu benda artinya jumlah panas yang diperlukan benda itu agar temperaturnya naik 10F.
• Panas sensible adalah panas yang menyebabkan terjadinya kenaikan/penurunan temperatur, tetapi phasa (wujud) tidak berubah.
• Panas laten adalah panas yang diperlukan untuk merubah phasa (wujud) benda, tetapi temperaturnya tetap.
• Panas laten penguapan (latent heat of vaporization) adalah jumlah panas yang harus ditambahkan kepada zat (cair) pada titik didihnya sampai wujudnya berubah menjadi uap seluruhnya pada suhu yang sama.
• Panas laten pengembunan (latent heat of condensation) adalah jumlah panas yang harus dibuang/dikeluarkan oleh zat (gas/uap) pada titik embunnya, untuk mengubah wujud zat dari gas menjadi cair pada suhu yang sama.
• Panas laten pencairan/peleburan (latent heat of fusion) adalah jumlah panas yang harus ditambahkan kepada zat (padat) pada titik leburnya sampai wujudnya berubah menjadi cair semuanya pada suhu yang sama.
• Panas laten pembekuan (latent heat of solidification) adalah jumlah panas yang harus dibuang/dikeluarkan oleh zat (cair) pada titik bekunya untuk mengubah wujudnya dari cair menjadi padat pada suhu yang sama.
• Gas panas lanjut (superheatead vapor) adalah sejumlah panas yang ditambahkan kepada uap/gas sampai suhunya naik lebih tinggi daripada suhu penguapan zat tersebut.
• Cairan dingin lanjut (subcooled liquid) sejumlah panas yang diambil dari cairan sehingga menyebabkan penurunan suhu cairan tersebut sampai di bawah titik embunnya.
• Proses perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu : Konduksi, Konveksi dan Radiasi.
• Perpindahan panas secara konduksi adalah perpindahan panas melalui suatu zat yang sama tanpa disertai perpindahan bagian-bagian dari zat itu. Contoh: besi yang dipanaskan.
Perpindahan panas secara konduksi dapat terjadi pada zat padat, cair dan gas.
• Perpindahan panas secara konveksi adalah perpindahan panas melalui media gas atau cairan, sebagai contoh udara di dalam lemari es dan air yang dipanaskan di dalam cerek.
• Perpindahan panas secara radiasi adalah perpindahan panas dari suatu bagian yang yang lebih tingi suhunya ke bagian lain yang lebih rendah suhunya tanpa melalui zat perantara. Contoh: cahaya matahari, panas lampu dan tungku api.
Perpindahan panas secara radiasi hanya dapat terjadi melalui gas, benda yang transparan, dan ruang yang hampa udara (vakum).

• Perubahan wujud benda terdiri dari:
 Mencair (fusi) yaitu benda padat yang mencair, dengan menyerap panas dari sekelilingnya.
 Membeku (solidifikasi) yaitu cairan yang berubah menjadi padat dengan melepas panas pada sekelilingnya.
 Menguap (evaporasi) yaitu cairan yang menguap menjadi gas dengan menyerap panas dari sekelilingnya.
 Mengembun (kondensasi) yaitu gas/uap yang berubah menjadi cairan dengan melepas panas ke sekelilingnya.
 Sublimasi yaitu benda padat yang berubah menjadi gas. Contoh; es kering (CO2 padat) dan napthaline, saat dipanaskan akan langsung berubah menjadi gas.
 Adhesi yaitu gas yang berubah menjadi padat.
• Temperatur/suhu adalah ukuran panas atau dinginnya sebuah benda. Untuk menyatakan suhu, umumnya digunakan derajat Celcius ( 0C ) atau derajat Fahrenheit ( 0F ).
• Untuk mengubah pengukuran derajat Celcius menjadi derajat Fahrenheit ataupun sebaliknya kita dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
C = 5/9 (F – 32)……(a) F = 9/5 C + 32……….. (b)
• Temperatur jenuh cairan (saturated liquid) adalah suatu keadaan cairan telah mencapai suatu titik di mana ia akan mulai berubah wujudnya jadi uap.
• Temperatur jenuh uap (saturated vapor) adalah suatu keadaan jika uap didinginkan sampai dicapai suatu keadaan di mana uap jadi semakin merapat, akhirnya jadi tetes air.