Analisis Heat Exchanger Aliran Paralel Pada Pasteurisasi Sari-Buah Tomat

Abstract

Tomat (Lycopersicum esculentum Mill.) merupakan salah satu tanaman hortikultura yang mempunyai nilai ekonomi bervitamin. Namun buah tomat mempunyai sifat mudah rusak bila disimpan dalam waktu lama karena aktivitas mikroorganisme dan struktur dari tomat itu sendiri. Salah satu penanganan pasca panen untuk menghindari pemborosan produksi yaitu pengolahan dengan pasteurisasi atau sterilisasi.

Pasteurisasi adalah pemberian panas yang relatif ringan, biasanya dikondisikan dibawah 100 ⁰C, dimana digunakan untuk memperpanjang daya simpan dari makanan untuk beberapa hari (contoh susu) atau beberapa bulan (contoh buah dalam botol). Pasteurisasi ini melindungi makanan dengan inaktivasi dari enzim dan mikroorganisme tidak tahan panas yang bersifat merusak. (contoh bakteri tidak berspora, ragi) tetapi mengakibatkan perubahan minimal pada sifat sonsiris atau nilai nutrisi dari makanan.

Penelitian ini bertujuan untuk  menganalisa perubahan yang terjadi pada sistem heat exchanger pipa dengan metode simulasi numerik, mengetahui dimensi penukar kalor optimum hasil simulasi dan dapat membuat program simulasi komputer untuk heat exchanger pipa.  Model penukar panas untuk pasteurisasi dikembangkan dengan membuat keseimbangan energi pada volume kontrol. Model ini dipecahkan dengan metode numerik serta exact solusi sebagai nilai pembanding dari metode numerik. Beberapa variabel yang dicari yaitu sebaran suhu (T) pada titik tertentu sepanjang pipa baik pipa di pemanas atau pipa yang akan dipanaskan. Selain itu juga pembentukan konstanta N₁ adalah (U_o.p.D_o/m_h.C_ph) pada fluida pemanas,N₂ adalah (U_i. p.D_i /m_c.C_pc) pada sari buah tomat untuk perhitungan paralelflow dan M₁ adalah (U_o.p.D_o/m_h.C_ph) pada sari buah untuk perhitungan dengan pemanas konstan.

Program komputer simulasi numerik, dikembangkan dengan menggunakan fasilitas pemrograman Turbo Pascal 7.0. Dimana program ini memiliki keunggulan yaitu bahasa pemrograman yang terstruktur. Program dikerjakan dibawah sistem operasi Windows 1998 pada komputer PC. Pengujian program simulasi komputer,  menu paralel dilakukan dengan data sebagai berikut :

Cp_h = 4,18 KJ/kg ⁰C, Cp_c = 4,007 KJ/kg ⁰C, h_h = 0.1597  W/m^{2 0}C, = 0.023 kg/s, Do = 0.023 m,  = 0.016 kg/s , h_c = 0.1575  W/m²⁰C, Di = 0.02 m, L = 4 m, dx = 0.2, x₀ = 0 , Th₀ = 120⁰C, Tc₀ = 20⁰C. menghasilkan nilai sebaran suhu konstan sebesar 65⁰C dalam waktu 8 detik dengan panjang pipa 1 meter.

Input nilai konstanta adalah (U_o.p.D_o/m_h.C_ph) pada fluida pemanas,N₂ adalah (U_i. p.D_i /m_c.C_pc) pada sari buah tomat pada analisa paralel flow didapatkan bahwa nilai optimum diperoleh dengan membuat nilai N₂ yang tetap paling besar akan memberikan sebaran suhu yang lebih cepat naik dan konstan. Selain itu dengan nilai N1dibuat tetap dengan nilai lebih kecil akan didapatkan sebaran suhu yang cepat naik dan konstan pada N₂.

 

Kata kunci: tomat, pasteurisasu, Analisis Heat Exchanger, dan metode simulasi numerik