82584_tugas_perancangan_produk_fix.docx

TUGAS PERANCANGAN PRODUK

PERENCANAAN SISTEM REFRIGERASI PALKA PENDINGIN IKAN DENGAN TEKNOLOGI SEL SURYA YANG EFEKTIF DAN RAMAH LINGKUNGAN

NAMA KELOMPOK :

BANGKIT FARIZKI

21050115120014

JOKO TRIANTO

21050115120015

ANDI SEPTIAN N.

21050115120031

FERI ERMAWAN

21050115120034

S-1 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2018

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Indonesia adalah negara maritim dengan luas laut 3.544.743,9 km²

Berdasarkan data estimasi Ditjen Perikanan Tangkap Kementerian Kelautan dan Perikanan tahun 2017, produksi perikanan tangkap dapat mencapai 7,7 juta ton yang terdiri atas 7 ton ikan laut dan 642.670 ton ikan perairan darat. Volume itu setara Rp158 triliun. Hal ini merupakan potensi yang cukup prospektif untuk sektor perikanan, dalam rangka mendukung ketahanan pangan dan peningkatan perekonomian nasional jika dimanfaatkan secara maksimal dan ditangani dengan baik. Dari data yang didapatkan diketahui bahwa terdapat sebanyak 800.000 nelayan melakukan eksplorasi potensi sumber daya ikan di ZEE perairan territorial. Dimana masih banyak nelayan yang menggunakan kapal tradisional untuk menangkap ikan. Permasalahan yang sering terjadi adalah kurangnya pengetahuan nelayan mengenai pemasaran hasil produksi ikan dan penanganannya sehingga menyebabkan harga jual ikan menjadi rendah. Harga jual ikan yang baik/tinggi biasanya tergantung pada kondisi kesegaran ikan. Karena sebagian besar konsumen produk perikanan menginginkan ikan yang akan dikonsumsinya berada dalam kondisi segar (mutu terbaik). Mutu ikan tidak dapat diperbaiki tetapi hanya dapat dipertahankan. Kerusakan atau penurunan mutu ikan dapat terjadi dalam waktu yang cepat setelah ikan mengalami kematian. Oleh karena itu, kelalaian dalam perjalanan penangkapan ikan, dapat menyebabkan penurunan kualitas setelah beberapa jam saja. Salah satu cara untuk memperlambat penurunan kualitas adalah dengan menurunkan suhu ikan secepat mungkin dan menjaganya tetap rendah. Suhu merupakan faktor yang paling penting yang mengendalikan degradasi penurunan kualitas, mengingat perkembangbiakan bakteri dan perubahan kimia bergantung pada suhu. Dengan menurunkan suhu secara memadai, perkembangbiakan bakteri

dapat dihentikan seluruhnya, sedangkan perubahan enzim diperlambat secara signifikan. Dengan cara tersebut jangka waktu penyimpanan atau daya tahan dapat ditingkatkan secara dramatis (DKP, 2008). Penggunaan suhu rendah berupa pendingin dan pembeku dapat memperlambat proses-proses biokimia yang berlangsung dalam tubuh ikan. Prinsip proses pendinginan dan pembekuan adalah mengurangi atau menginaktifkan enzim dan bakteri pembusuk dalam tubuh ikan (Baheramsyah, 2007). Usaha mempertahankan mutu ikan juga dapat dilakukan dengan cara menggunakan suhu tinggi, proses pengeringan (mengurangi kadar air pada ikan) dan menggunakan ruangan hampa udara. Akan tetapi cara-cara diatas hanya dapat mempertahankan mutu ikan terhadap pembusukan, dan tidak dapat mempertahankan kesegaran ikan (Syafruddin, 2005).

1.2

Rumusan Masalah Yang menjadi rumusan masalah pada perencanaan produk ini adalah

bagaimana membuat suatu kotak pendingin ikan untuk kapal tradisional ukuran 5 GT yang ekonomis dan ramah lingkungan.

1.3

Tujuan Berdasarkan latar belakang masalah dan rumusan masalah didapatkan

tujuan perencanaan produk sebagai berikut: 1. Membuat kotak pendingin ikan yang ekonomis dan ramah lingkungan. 2. Merancang sistem pendingin ikan yang mudah dibuat oleh nelayan. 3. Membantu nelayan dalam menjaga mutu kesegaran ikan.

BAB II KEBUTUHAN KONSUMEN

2.1

Kebutuhan Konsumen Perairan laut merupakan salah satu wilayah yang sangat potensial dengan

berbagai jenis komoditas yang dihasilkan, antara lain: ikan, udang, kerang, tiram, kepiting, tripang, cumi-cumi, rumput laut, dan sebagainya. Ikan yang dihasilkan dari perairan laut lebih banyak dikenal daripada komoditas perikanan lainnya karena ikan paling banyak dikenal, ditangkap, dan dikonsumsi. Ikan adalah komoditi yang tidak tahan lama dan mudah rusak jika ditempatkan di ruang terbuka. Ikan dan produk perikanan lainnya merupakan bahan pangan sumber hewani yang relatif murah harganya dibandingkan dengan sumber-sumber protein lainnya, seperti: daging sapi, ayam, susu, dan telur. Semakin bertambahnya kesadaran masyarakat mengenai betapa pentingnya konsumsi ikan sehingga membuat kebutuhan akan ikan bertambah. Banyak nelayan di Indonesia yang melaut dengan menggunakan kapal tradisional. Hal ini berpengaruh terhadap daya jangkau sehingga berdampak pula pada jumlah tangkapan ikan. Selain itu untuk memenuhi banyaknya permintaan akan ikan khususnya permintaan hasil tangkapan ikan segar. Namun tidak sedikit kendala yang dialami oleh para nelayan dalam usaha penangkapan ikan, yaitu salah satunya tetap mempertahankan kesegaran ikan hasil tangkapan. Nelayan kecil yang masih menggunakan alat tradisional sering dihadapkan pada permasalahan ikan yang cepat membusuk. Kondisi tersebut tentu membuat harga ikan menurun ketika sampai di Tempat Pelelangan Ikan (TPI). Karena jika saat ikan hasil tangkapan sampai di Tempat Pelelangan Ikan (TPI) kelihatan tidak segar atau busuk maka harga jual ikan tersebut menjadi berkurang. Untuk mengatasi hal tersebut biasanya nelayan tradisional menggunakan balok es untuk menjaga kesegaran ikan. Tapi karena suhu di lautan yang panas, balok-balok es tersebut cepat mencair. Ikan yang lama terendam air pun akan turun

kualitas dan harganya. Perbedaan harga ini memotivasi nelayan untuk mengupayakan agar kesegaran ikan dapat dipertahankan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa permasalahan yang dihadapi oleh nelayan adalah kualitas ikan yang menurun akibat proses pendinginan ikan yang digunakan kurang efektif. Berdasarkan kebutuhan pelanggan di atas perlu di buat suatu sistem pendingin efisien dan ramah lingkungan sehingga kami merancang sistem refrigerasi palka pendingin dengan memanfaatan energi surya sebagai sumber penghasil energi listrik.

2.3

Komparasi dengan Produk Sejenis Palka/peti penyimpanan ikan yang masih banyak digunakan oleh nelayan

kecil adalah palka/peti dengan sistem pendinginan sederhana. Media pendingin ikan yang digunakan pada jenis palka/peti tersebut adalah balok es. Akan tetapi cara ini tidak efektif dan efisien karena balok es akan cepat mencair. Selain itu diperlukan biaya tambahan untuk membeli balok es yang akan digunakan sebagai media pendingin ikan.

BAB III SPESIFIKASI TEKNIK 3.1

Spesifikasi Teknis

3.1.1

Spesifikasi Kapal Berikut merupakan spesifikasi kapal yang digunakan pada perancangan

produk palka ikan sistem refrigerasi seperti yang terlihat pada Gambar 3.1 Kapal 3GT dibawah ini :

Gambar 3.1 Kapal 3GT

Tabel 3.1 Spesifikasi Kapal 3GT : Panjang

10 m

Lebar

2m

Tinggi

1,3 m

Kapasitas

3GT

3.1.2

Spesifikasi Produk Palka Ikan Berikut merupakan spesifikasi palka ikan yang telah dirancang

menggunakan program Solidwork 2015 seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.2 dibawah ini :

Gambar 3.2 Palka Ikan

Tabel 3. 2 Spesifikasi Palka Pendingin Ikan : Panjang

1,5 m

Lebar

0,9 m

Tinggi

0,75 m

Kapasitas

3,6 m3

3.2

Produk Planning

3.2.1

Konsep Palka Pendingin Sistem Rfrigerasi Palka pendingin ikan yang digunakan menggunakan media pendingin

refrigerant R-22 dengan sistem kompresi uap. Sama seperti sistem refrigerasi, peralatan yang digunakan yaitu kompresor, kondensor, dan evaporator sebagai suatu siklus pendinginan. Analisis beban pendinginan untuk kebutuhan 150 kg ikan ditunjukan pada perhitungan berikut :

1. Panas dari produk Qlaten = m x hlt = 150 kg x 227 kJ/kgoC = 34.040 kJ Qsensibel = m x Cp x ∆T = 150 kg x 2,19 kJ/kgoC x (Tikan awal – T ikan akhir) = 150 kg x 2,19 kJ/kgoC x { 25o - (-1) }oC = 150 kg x 2,19 kJ/kgoC x 26oC = 8.541 kJ Qtotal produk = Qlaten + Qsensibel = 34.050 kJ + 8.541 kJ = 42.591 kJ = 1,12 kW

2. Panas dari dinding ukuran 1,5 x 0,9 x 0,75 m A dinding atas dan bawah

= 2 x Luas = 2 x (1,5 x 0,9) = 2,7 m2

A dinding depan dan belakang = 2 x Luas = 2 x (1,5 x 0,75) = 2,25 m2 A dinding kanan dan kiri

= 2 x Luas = 2 x (0,9 x 0,75) = 1,35 m2

A total dinding = A dinding atas dan bawah + A dinding depan dan belakang + A dinding kanan dan kiri = 2,7 m2 + 2,25 m2 + 1,35 m2 = 6,3 m2 ∆T = T udara luar – T yang diinginkan = 31 oC – (-1) oC = 32 oC

Tebal dinding palka (x) = 5 cm Koefisien konveksi galvalum (k) = 25 W/m2oC Koefisien konveksi permukaan dinding (ha/hb) = 8,3 W/m2oC Q total dinding =

𝐴 𝑥 ∆T 1 𝑥 𝑥 1 + + + ℎ𝑎 𝑘1 𝑘1 ℎ𝑏

=

6,3 𝑥 32 1 0,05 1 + + 8,3 25 8,3

= 401 W = 0,401 kW

Total beban pendingianan = Qtotal produk + Q total dinding = 1,12 kW + 0,401 kW = 1,53 kW = 2,05 HP = 2 PK

Untuk tipe panel surya 50 WattPeak dengan ukuran 0,5m x 0,6m menghasilkan daya listrik sebesar 51 Watt. Dengan kisaran lama penyinaran matahari 5 jam maka tiap panel surya dapat menghasilkan daya listrik sebesar 51 Watt x 5 Jam = 255 Watt. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan daya sebesar 1530 Watt diperlukan panel surya sebanyak = 1530 Watt / 255 Watt = 6 Panel Surya. Panel surya diletakan di atap kapal dengan konfigurasi 3 panel di sisi kanan dan 3 panel di sisi kiri.

3.2.2

Konsep Pembangkit Listrik Panel Surya Panel surya digunakan sebagai solusi kebutuhan daya listrik yang murah

dan

efisien

karena

termasuk

renewable

energy sehingga

dapat

terus

menggunakannya tanpa tambahan biaya. Panel surya digunakan untuk menggerakan kompresor agar bisa menjalankan pendinginan siklus regrigerasi. Energi panas yang dihasikan panel surya harus diubah terlebih dahulu menjadi energy listrik menggunakan generator tabung. Kemudian listrik yang diperoleh baru disalukan pada kompresor.

3.3

Spesifikasi Produk

3.3.1

Perbandingan Produk Berikut ini adalah perbandingan desain palka menggunakan material

alumunium dan galvalum. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.3 (a) dan (b) dibawah ini :

(a)

(b)

Gambar 3.3 (a) Palka Alumunium, (b) Palka Galvanum

3.3.2

Detail Anggaran Biaya Anggaran yang dibutuhkan untuk membuat palka ikan system refrigerasi

panel surya seperti pada table 3.3 berikut : Tabel 3.3 Detail Anggran Biaya Peralatan

Jumlah

Total

Panel Surya 50WattPeak

6

Rp 3.000.000

Kondensor

1

Rp

600.000

Katup Ekspansi

1

Rp

80.000

Refrigerant R-22

1

Rp

200.000

Evaporator

1

Rp

200.000

Kompresor

1

Rp

Aki

4

Rp 2.000.000

Plat Galvanum

1

Rp

220.000

Sterofoam

1

Rp

100.000

Generator

1

Rp

500.000

Pipa

1

Rp

100.000

TOTAL

250.000

Rp 7.250.000

BAB IV MATRIKS MORFOLOGI

4.1

Matriks Morfologi Matriks morfologi merupakan metode yang dapat menemukan beberapa

alternatif konsep produk, metode yang sistematik. Matriks untuk mengambil keputusan penentuan palka ikan ditunjukan pada Tabel 4.1 berikut ini. Tabel 4.1 Matriks Morfologi Fungsi keseluruhan

Alat dan Bahan yang Dibutuhkan

Sub Fungsi Level 1) 1.Panel Surya

Sub Fungsi Level 2)

Sub Fungsi Level 3)

1.1 3 pasang panel @50 WP

1.1.1 3 panel sisi atap kanan dan kiri

2.Generator 3. Kompresor 4. Kondensor 5. Evaporator 6. Katup Ekspansi 7. Pipa

2.1 1600 watt 3.1 2PK 4.1 60x30 cm 5.1 2 PK 6.1 TX 2 7.1 Pipa besi 7.2 Pipa plastik 8.1 Galvalum

8. Pemilihan Material 9. Aki 10. refrigerant

8.2 Alumunium 9.1 6 buah @1000 mAh 10.1 R22

Dari Tabel 4.1 di atas matriks morfologi diperoleh alternatif konsep untuk perancangan Palka ikan, yakni:

Konsep 1

1.1 + 2.1 + 3.1 + 4.1 + 5.1 + 6.1 + 7.1 + 8.1 + 9.1 + 10.1

Konsep 2

1.1 + 2.1 + 3.1 + 4.1 + 5.1 + 6.1 + 7.1 + 8.2 + 9.1 + 10.1

Dari dua konsep tersebut akian dibuat model produk pada fasa perancangan konsep produk.

4.2

Konsep Produk Pertama Konsep produk pertama untuk palka ikan menggunakan pemilihan material

Galvalum

4.3

Konsep Produk Kedua Konsep produk kedua untuk palka ikan menggunakan pemilihan material

Alumunium

4.4

Pemilihan Konsep Produk Dari dua konsep yang telah disususn agar konsep produk tersebut dapat diterima oleh nelayan perlu dilakukan pembuatan kriteria pemilihan konsep berdasarkan data yang diperoleh dari keinginan nelayan. Untuk perancangan kotak pendingin ikan, kriteria perbandingan pemilihan konsep disusun sebagai berikut : 1. Kuat : diharapkan produk dapat tahan lama dalam kurun waktu tertentu sehingga dapat mengurangi biaya perbaikan. 2. Biaya Material Murah : untuk pembuatan produk diharapkan biaya material yang digunakan murah tetapi dengan kualitas yang baik. 3. Fleksibel : diharapkan pengoperasian produk fleksibel (mudah digunakan oleh nelayan). 4. Perawatan Murah : diharapkan perawatan produk mudah digunakan. 5. Ringan : diharapkan produk mempunyai berat yang ringan. 6. Tahan Korosi : diharapkan produk memiliki ketahanan korosi yang baik agar produk memiliki ketahanan korosi yang lama. 7. Life Time : diharapkan produk memiliki umur yang lama. 8. Proses Pembuatan : diharapkan perakitan produk sampai penyerahan produk memiliki waktu yang tidak lama dan mudah dirakit sendiri oleh nelayan. 9. Beban pendinginan : diharapkan produk mempunyai beban pendinginan yang paling kecil.

Berikut merupakan tabel prioritas untuk perbandingan nilai produk desain 1 dengan desain 2 berdasarkan penilaian perancang seperti yang ditunjukan pada Tabel 4.2 berikut ini: Tabel 4.2 Pemilihan Konsep Produk Kebutuhan Nelayan

Desain 1 Galvalum

Desain 2 Aluminium

Kuat

9

10

Biaya Material Murah

9

7

Fleksibel

8

8

Perawatan Mudah

9

8

Ringan

10

7

Tahan Korosi

10

5

Life Time

9

8

Waktu Pembuatan

6

7

Beban Pendinginan

8

7

8,58

7,37

Rata-rata

Keterangan : Dari tabel priorotas diatas kami lebih memilih untuk menggunakan konsep 1 sebagai desain untuk membuat rancangan kotak pendingin ikan, ditinjau dari 9 aspek diatas bahwa desain 1 yang menggunakan material galvalum yang paling efektif untuk dijadikan produk. Karena material galvalum memiliki ketahanan yang tinggi terhadap korosi, ringan, kuat dan biaya material yang murah.

4.5

Alternatif Produk Alternatif yang dapat digunakan yaitu menggunakan media pendingin dengan

sistem refrigerasi absorbsi dengan memanfaatkan absorben untuk mendinginkan palka ikan. Namun refrigerasi absorbsi mempunyai kekurangan yaitu hanya mampu untuk beban pendinginan yang kecil sehingga kurang cocok digunakan apabila beban pendinginan yang diperlukan besar.

BAB V QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT

5.1

Metode QFD Metode QFD (Quality Function Deploytment) merupakan metode yang

dikembangkan di jepang pada pertengahn 1970 dan kemudian masuk ke Amerika Serikat pada tahun 1980-an. Banyak perusahaan Amerika yang menggunakan metode QFD dalam perancangan dan pengembangan produk, dikarenakan perusahaan menyatakan bahwa hasil metode QFD meyebabkan terbentuknya keputusan-keputusan yang rasional. Fungsi dari QFD ialah sebagai acuan untuk memahami masalah (perancangan) sampai ke fase berikutnya (pengembangan). Diagram QFD dapat dilihat pada Gambar 5.1 dibawah ini.

Gambar 5.1 Diagram QFD 

Langkah-langkah dalam menyusun QFD dapat dibuat sebagai berikut :

Langkah 1 : (SIAPA) pelanggan Custumer produk. Langkah 2 : (APA) yang diinginkan pelanggan tentang fungsi kerja dari produk.

Langkah 3 : Untuk (siapa), apa tersebut penting (Siapa Vs Apa). Langkah 4 : Bagaimana problem (produk) tersebut dicari solusinya sekarang (now). Langkah 5 : Bagaimana mengukur kemampuan produk untuk memberikan kepuasan pada keinginan pelanggan. Langkah 6 : Apa Vs Bagaimana, yaitu tentang spesifikasi teknis dan hubungannya dengan keinginan pelanggan. Langkah 7 : Berapa banyak, yaitu informasi saran. Langkah 8 : Bagaiman Vs Bagaimana , yaitu hubungan antara spesifikasi teknis.

5.2

Metode QFD Untuk Palka Ikan Berdasarkan langkah-langkah yang telah diterangkan pada sub-bab

Metode QFD, akan dibuat diagram QFD dari hasil perancangan produk kami, yang terlihat pada gambar 5.2 dibawah ini.

Gambar 5.2 Diagram QFD Produk

BAB VI KONSEP TERPILIH

6.1

Analisa Konsep Terpilih Sesuai latar belakang belakang masalah, matriks morfologi, dan analisis

QFD diperpleh kesimpulan bahwa material yang paling cocok digunakan adalah galvalum. Material yang dipilih adalah galvalum karena produk digunakan di daerah laut sehingga diperlukan material yang lebih tahan korosi. Material galvalum juga mempunyai harga yang lebih murah dibandingkan dengan alumunium. Serta material galvalum dapat mengurangi beban pendinginan karena mempunyai koefisien konduksi yang lebih rendah. Sedangkan pada produk yang menggunakan material alumunium tidak memenuhi kriteria kebutuhan pelanggan. Sehingga kami memilih palka pendingin ikan sistem refrigerasi dengan material galvalum.

BAB VII PENUTUP

7.1

Kesimpulan Dari hasil analisis yang telah dilakukan menggunakan metode QFD maka

produk yang terpilih adalah palka ikan menggunakan material galvanum. Material galvanum dipilih karena memiliki harga yang lebih murah, material nya kuat namun ringan dan tahan korosi. Palka ini didesain sesuai dengan kebutuhan pelanggan pada kapal 3GT dengan muatan ikan dapat mencapai 150 kg. Selain itu palka ini dilengkapi dengan system pembangkit tenaga surya sehingga daya pendiginan yang digunakan tidak memerlukan biaya tambahan.

7.2

Saran Saran untuk produk palka ikan sistem refrigerasi ini adalah rutin melakukan

pengecekan pada box palka ikan agar dapat dipastikan bahwa tidak terjadi kebocoran pada box palka sehingga proses pendinginan dapat berjalan secara maksimal dan efisien. Kebocoran pada system refrigerasi dapat meningkatkan beban pendinginan sehingga dapat suhu yang diharapkan tidak dapat tercapai.