ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper
-
Upload
nashrul-fatah-asshodiq -
Category
Documents
-
view
100 -
download
0
Transcript of ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 1/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
muat. Pemilik kapal merencanakan kapasitasAnalisa Ventilasi Udara Pada Ruang Muat
angkut 400 ekor sapi. Mengacu pada permasalahanK apal General Cargo Yang Telah
yang dihadapi oleh pemilik kapal, maka tugasDikonversi Menjadi Livestock Vessel
Abstrak Tugas akhir ini menjelaskan konversi
kapal general cargo menjadi livestock vessel.
Konversi kapal dibatasi diruang muat kapal.Konversi dimulai dengan mendesain ruang muat
untuk mencukupi kebutuhan udara serta derajat
kelembaban nyaman ternak. Dalam desain diruangmuat suhu ekstrim air laut diperkirakan 31°Cdengan derajat kelembaban 90% RH.
Tugas akhir ini membahas perhitungan
pendinginan udara ventilasi serta perhitungansaluran udara (ducting) yang diperlukan. Dalam
desain kebutuhan udara yang menjadi faktor utama
adalah supaya selama pengangkutan ternak dalamkondisi sehat sampai ditempat tujuan. Ternak tidak
mengalami stress sesuai dengan THI (TableHumidity Index) dan ASHRAE 2005. Dalam
desain diruang muat suhu yang diijinkan 26°C
dengan derajat kelembaban 25% RH.
Latar BelakangDalam tugas akhir ini akan membahas
permasalahan dibutuhkannya suatu sarana kapal
pengangkut ternak yang bisa membawa ternak dari
Kalimantan Selatan (Banjarmasin) ke pulau Papua(Sorong). Pemilik kapal yang melihat peluang
usaha ini, memenuhi kebutuhan tersebut denganmenjadi penyedia layanan angkutan laut untuk mengangkut ternak sapi dengan kapal dari daerah
Kalimantan Selatan. Permasalahan yang terjadi
adalah pemilik kapal tersebut tidak mempunyaikapal tipe Livestock Vessel untuk mengangkutternak sapi. Kapal yang dimiliki adalah kapal tipe
General Cargo yang biasa digunakan untuk
mengangkut kayu log dan bahan makanan dalam bentuk karung. Muncul ide dari pemilik kapal
untuk mengkonversi kapal tersebut menjadi tipeLivestock Vessel. Pengertian konversi kapal yaitu
suatu proses perubahan baik pada konstruksi
maupun sistem yang digunakan sebagai penyesuaian kebutuhan kapal dari tipe perencanaan
awal menjadi kapal dengan tipe lain, sesuai
ketentuan yang berlaku.Metode penelitian yang digunakan yakni studi
literature sistem-sistem yang digunakan diruangmuat kapal, pengumpulan data-data kapal,
penggambaran modifikasi kapal dengan softwareAuto Cad, menghitung kebutuhan udara melalui
sistem ventilasi dan menentukan jenis fan yang
akan digunakan untuk mensuplai udara diruang
1
akhir ini mengkaji konversi yang akan dilakukanyaitu dari kapal dengan tipe General Cargo
menjadi kapal dengan tipe Livestock Vessel sesuaiketentuan. Adapun rumusan masalah yang disusundalam Tugas Akhir ini antara lain :
Apakah desain sirkulasi udara yang ada, dapat
membuat ternak sapi tetap dalam kondisisehat?
Pengkondisian udara yang diinginkan meliputi:1. Sistem Ventilasi
Tujuan digunakannya sistem ventilasi udara
di kapal adalah untuk membuang atau
menghilangkan contaminants (zat atau pencemar
udara) dan panas yang terjadi disuatu ruangantertentu. Zat atau partikel pencemar bisa berupa
partikel debu, asap, atau bau yang tidak diinginkan.
Karena pada sistem ventilasi udara hanya
dipindahkan dari luar ke dalam ruangan maka
sistem ventilasi hanya mampu menjaga temperatur
ruangan sedikit diatas atau sama dengan
temperatur udara luar.
2. Desain saluran udara (Duct Design)
Kesalahan pada desain saluran pipa udara
dapat menyebabkan pengoperasian sistem yang
salah dan mahal. Distribusi udara yang kurangdalam ruangan dapat menyebabkan
ketidaknyamanan, kerugian produktifitas dan
bahkan kurang baik bagi kesehatan, serta tingkat
kebisingan yang tinggi. Konstruksi saluran pipa
yang salah atau segel yang kurang rapat
menyebabkan aliran udara tidak cukup untuk
mengalir pada pipa-pipa sambungan.
Dalam mendesain sistem saluran udara
mempertimbangkan hal-hal berikut yaitu :
(1) Fungsi ruangan,
(2) Penyebaran udara pada ruangan,(3) Tingkat kebisingan,
(4) Kebocoran saluran pipa,
(5) Tambahan dan kehilangan panas saluran
pipa,
(6) Kesetimbangan,
(7) Kontrol api dan asap,
(8) Investasi biaya,
Biaya operasional sistem.
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 2/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
Dalam perhitungan acuan kecepatan udaramenggunakan aliran comfort seperti terlihat pada
Untuk ruang muat dikapal, jumlah udaratabel berikut ini :
ventilasi yang dibutuhkan dapat diperkirakanTabel 2.5 Batas kecepatan udara
berdasarkan :1. Jumlah orang yang bekerja dan jumlah
ternak dalam ruangan.
2. Jumlah pergantian udara per jam yangdisyaratkan.
3. Batasan kenaikan temperatur ruangan yang
diijinkan.
Jumlah pergantian udara per jam dan jumlah udaraventilasi yang dibutuhkan dapat dihitung dengan
persamaan :Q = V / R ««««««««««««..(2-1)Dimana :
Q = jumlah udara yang dibutuhkan, cfm
V = volume kotor ruangan, ft 3
R = waktu untuk pergantian udara,minutes per change
Perhitungan Saluran Udara (ducting)A. Tekanan Statik dan Tekanan Dinamik Perhitungan tekanan pada sistem saluran udara
¨p = (0,109136 Q 1,9 ) / D e5,02 «................(2-9)Dimana :¨p = Gesekan (head or pressure loss)
(inches water gauge/100 ft of duct)
De = Diameter Ekuivalent pada ducting (inches)Q = Laju aliran Udara / debit
(cfm - cubic feet per minute)
B. Tahanan Gesek dalam saluran Udara
¨ =
Dimana :
Pf = kerugian tekanan karena adanya tahanan
gesek (kg/m 2 atau mm H 2 O)
d = diameter pipa (m)
l = panjang pipa (m)
= koefisien gesekan dari pipa
V = kecepatan rata rata dalam pipa (m/s)
C. Kecepatan Udara
= =
Dimana :
Va = kecepatan udara (m 2 /s)
Q = debit udara (m 3 /s)
A = Luasan penampang Ducting (m 2 )
D = diameter ducting (jika berbentuk bulat) (m)
2
Definisi dari pengkondisian udara nyaman(comfort air conditioning) adalah proses perlakuan
terhadap udara untuk mengatur suhu, kelembaban,
pendistribusian dan kebersihan secara serentak guna mencapai kondisi nyaman yang dibutuhkanoleh penghuni yang berada didalamnya.
K enyamanan ThermalFaktor-faktor yang mempengaruhi
kenyamanan thermal yaitu : Pertama, kalor dalam
tubuh diproduksi oleh proses metabolisme untuk menjaga suhu tubuh. Proses metabolisme inidipengaruhi oleh beberapa factor seperti umur,
kesehatan, dan kegiatan. Sebagai contoh, suatu
kondisi lingkungan tertentu cocok bagi suatu
ruangan yang ditempati oleh hewan ternak yangsehat, tetapi tidak cocok bagi hewan ternak yangsakit.
Faktor lingkungan yang memepengaruhikemampuann tubuh menyalurkan kalor adalah :
suhu udara, suhu permukaan sekitar, kelembaban,dan kecepatan udara. Dalam merancang suatu
sistem pengkondisian udara, seharusnya perludiperhatikan keempat faktor tersebut. Dibawah initermasuk merupakan beberapa keadaan yang dapat
diterima, yaitu : Suhu ruangan yang nyaman untuk
ternak yaitu, 13 hingga 25 ºC (wierema 2002)
dengan kelembaban relatif 55% - 70% (ASHRAEChapter 10). kecepatan udara rata rata hingga 0.25m/det.
Ternak yang diangkutJenis ternak yang direncanakan akan
diangkut yakni dari jenis sapi Brahman dengan
ciri-ciri karakteristik, terdapat adanya gumba(punuk) dibagian punggung depan, serta
bergelambir dibagian bawah leher hingga bagian
dadanya, telinganya lunglai ke bawah, warna bulunya putih, abu-abu pekat atau merah coklat.Sapi Brahman berasal dari turunan Boss Indicusdari India. Sapi Brahman tahan pada kondisi
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 3/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
kekurangan pakan, tahan gigitan serangga maupun parasit serta tahan pada perubahan cuaca karena pada kulitnya memiliki pori-pori serta kelenjar keringat untuk pengaturan penguapan panas
tubuhnya. Sapi Brahman mampu berjalan jarak jauh yang sulit air. ( Hj Romziah S, Ph.d.Drh, 2004)
Gambar 2.18 Paddock diruang muat kapal
Gambar 2.6 Sapi Brahman
K arakteristik hewan ternak sapiTernak sapi yang siap dikirim melalui laut
harus memenuhi dalam kondisi kesehatannya.
Sebelum ternak masuk ke kapal ada pemeriksaanoleh petugas kesehatan ternak. Sapi yangmemenuhi syarat yakni antara ternak berumur 2-3tahun kondisi sehat dengan bobot badan antara
400-600 kg. Sedangkan untuk kebutuhan ternak,
Hewan ini umumnya makan 3 kali sehari dengan
porsi pakan 15-20 kg per hari untuk jenis pakan bermacam-macam bisa berupa rumput, jerami,comboran (campuran dari bekatul, dedak, pellet,
ampas, tahu dan air) serta bisa juga produk pakanternak dari pabrik. Untuk kebutuhan minum
sebanyak 50-60 kg air per hari untuk tiap ternak.
Umumnya ternak yang siap dikirim berukurantinggi ± 1,5 meter, lebar ± 0,4 meter dan panjang ±1,8 meter. Temperatur ruangan untuk ternak yaitu,
26 ºC dengan 25% RH kelembaban. Mengacu padaTHI (Table Humidity Index) sapi. Cahaya kandang
ternak harus terang untuk menghindari ternak mengalami stres yakni tiap kandang ternak
(paddock) dipasang lampu 10-15 watt.Berdasarkan hasil pendataan, sebagian
besar sapi-sapi yang ada di Indonesia adalah sapiketurunan bangsa F ries Holland (FH). Yang hidup
pada iklim sedang (temperate) dengan kisaran suhu
termonetral rendah (13 25ºC). Berdasarkankondisi iklim asal tersebut, sapi FH sangat pekaterhadap perubahan suhu tinggi.
3
Gambar Desain Paddock
K apal Motor Angkutan Ternak Sapi ( K apal
Motor untuk Mengangkut Ternak Sapi, SNI, 1998 )1. Ruang Lingkup
Standart ini meliputi definisi, istilah, klasifikasi
dan persyaratan.
2. Definisi Livestock Vessel
Kapal Motor untuk pengangkut Ternak adalah
kapal motor yang digunakan untuk mengangkut
ternak sapi atau kerbau melewati laut atau sungai.
3. Istilah pada Livestock Vessel
a) Paddock kapal adalah ruangan dalam kapal yang
ditempati ternak (kandang) dibatasi oleh pagar besi
serta dilengkapi dengan tempat makan, minum dan pembuangan kotoran.
b) Paddock isolasi adalah ruangan khusus di dalam
kapal yang digunakan untuk menempatkan dan
menangani ternak yang mengalami gangguan
kesehatan.
c) Gangway adalah gang diantara paddock yang
berfungsi untuk memudahkan pelayanan terhadap
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 4/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
ternak seperti pemberian pakan, air minum,
mengontrol ternak dan proses bongkar muat.
4. K lasifikasi
Kapal Motor untuk pengangkut ternak digolongkan
dalam satu tipe ternak jenis tertentu.
5. Persyaratan
Persyaratan Tata Susunan Kapal Motor AngkutanTernak tercantum pada tabel 2.10 Syarat tata
susunan kapal motor pengangkut ternak.
Metodologi penelitian adalah kerangka dasar
tahapan penyelesaian tugas akhir. Metodologi
tersebut mencakup semua kegiatan yang akan
dilaksanakan untuk memecahkan masalah atau
melakukan proses penganalisaan terhadap
permasalahan tugas akhir. Metodologi yang
digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah
dengan mendesain ruang muat kapal cargo sesuaidengan aturan yang berlaku serta mengkondisikan
ruang muat menjadi kandang ternak untuk
mengangkut ternak tersebut ke daerah lain,
sehingga fungsi kapal berubah menjadi kapal
pengangkut ternak ( Livestock Vessel ). Sebelum
menjelaskan metodologi penulisan tugas akhir,
akan dijelaskan terlebih dahulu data kapal cargo
yang nantinya akan dikonversi, dimodifikasi dan
dianalisa sistemnya pada pembahasan tugas akhir.
Data K apal
Nama Kapal : KM Eks Akanko
Tipe kapal : General Cargo
Owner ship : PT Taruna Kusan Explosive
Nationality : Indonesia
Ship builder : Yoshida DY.ADA
Navigation area : Ocean going
Year built : 1989
Ukuran Utama Kapal
LOA : 54,6 m
LWL : 52,4 m
LBP : 48 m
B moulded : 9 m
H(dept) : 5 m
T (draught) : 4,3 m
Vs (service speed) : 12 knot = 6,173 m/s
4
Gambar 3.1 Ruang muat kapal cargo
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASANTernak sapi yang akan diangkut memiliki
berat badan per ekor antara 400 600 kg.
Udara yang masuk kedalam ruangan direncanakansuhu 26°C dengan 25% RH.
26°C 3
25% 90RH RH
Gambar skema proses pendinginan udara
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 5/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
Mencari h w2 pada kondisi suhu 26°C dengan Tabel
3 (Terlampir) didapat :
h w2= 108,99 kJ/kg w
Kemudian angka-angka yang didapat dimasukkanke persamaan q seperti:
q = m da (h 1 - h 2 ) - (W 1 W 2 ).h w2
Dalam persamaan semua satuannya dalam Kilo
supaya setara semua maka W 1dan W 2 masih gr
sehingga dibagi 1000.
q = m da (h 1 - h 2 ) - (W 1 W 2 ).h w2
q = {1,31 (98 - 39)} {(0,026
0,0053).108,99}
q = {1,31 x 59} - {0,0207 x 108,99}Gambar Skema Psycrometric
Dari Gambar Psycrometric diketahui :
h 1 = 98 kJ/kg da
h 2 = 39 kJ/kg da
W 1 = 26 gw/kg da
W 2 = 5,3 gw/kg da
v1 = 0,8975 m 3 /kg da
Kesetimbangan Kalor
Awal + Proses = Akhir
m da .h 2 + {(+q + m w .h w2 )} = m da .h 1
(+q) + (m w .h w2 ) = (m da .h 1 ) - (m da .h 2 )(+q) + (m w .h w2 ) = m da (h 1 - h 2 )
q = m da (h 1 - h 2 ) - (m w .h w2 )
q = m da (h 1 - h 2 ) {m da (W 1 W 2 ).h w2 }
q = m da (h 1 - h 2 ) - (W 1 W 2 ).h w2
Kesetimbangan Massa
Awal + Proses = Akhir
m da .W 2 + m w = m da .W 1
m w = m da (W 1 W 2 )
Mencari m da dari total debit udara sesuai denganTabel Perhitungan (Terlampir) adalah
Q Total = q 1 + q 2 + q 3
= 1,17 m 3 /s
m da = Q / v1
1,17 3 /=
0,8975 3 /
m da = 1,31 kg da /s
5
q = 77,20 - 2,26
q = 74,94 kW
q = 75 kW
Q Total = q 1 + q 2 + q 3
= 1,17 m 3 /s
= 2.488,44 CFM
Dari pendinginan yang dibutuhkan 75 kW maka
dipilih Water Cooled & Remote Air Cooled Screw
Compressor Chillers dengan:
Merk : York Millennium.
Ty pe : YCWM/YCRM 90Cooling : R407 C and R22
Capacity : 92 kW
Length : 1210 mm
Width : 758 mm
Height : 1060 mm
Weight : 587 kg
Maka spesifik fan yang dipakai :
Size = 16
Model = 44-M-166DA-STAIF3
Hp motor = 0,5 HP
RPM motor = 1725 RPM
Static presure = 0´ Inch
Q = 2874 CFM
BHP = 0,22 BHP
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 6/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
Bongkar Muat Ternak Untuk lama waktu yang dibutuhkan untuk
bongkar muat ternak pada Livestock Vessel,
berdasarkan informasi melalui interview pegawaidari pelabuhan Tanjung Perak Surabaya yakni,
bahwa untuk loading atau unloading ternak sapi
dilakukan dengan ternak diapindah dengan craneatau ternak digiring oleh stockman. Rata-rata
dalam waktu selama 1 jam dapat memindahkan
sebanyak 60 ekor ternak. Sehingga waktu yangdibutuhkan kapal untuk melakukan bongkar muat400 ekor ternak adalah 7 jam.
Gambar 4.2 Tangga penghubung antar dek
Gambar 4.3 Ternak langsung masuk ke truk
Gambar 4.4 Ternak menuju kandang penampungan
6
K esimpulanSetelah melakukan seluruh proses pengerjaan
Tugas Akhir tentang desain tata ruang untuk ternak
pada ruang muat kapal dan desain sistem yangdigunakan, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1. Konversi kapal dengan tipe general cargo
menjadi tipe livestock vessel dan sistem yang
digunakan yaitu sistem sanitasi dan sistem
ventilasi pada ruang muat kapal bisa
diterapkan.
2. Kebutuhan pendinginan udara yang
diperlukan oleh ternak sebesar 3602,31 kW
dapat dipenuhi melalui sirkulasi udara yang
dihasilkan dari sistem ventilasi yang
dilengkapi dengan supply fan dan exhaust fan
berjumlah masing-masing 4 fan untuk
menjaga ketersediaan udara yang cukup untuk
ternak agar tetap dalam kondisi sehat sampai
dengan proses unloading dipelabuhan.
3. Pada ruang muat telah didesain dalam
penataan ruangan untuk menjamin kebutuhan
ternak terpenuhi, yakni berupa kandang yang
didesain dilengkapi tempat pakan dan minum
sesuai dengan jumlah maksimal ternak yang
diijinkan tiap kandang. Setelah itu didesain
juga tempat penyimpanan pakan dan tempat
pengumpulan limbah dari ternak. Pada kapal
juga dilengkapi dengan crane untuk
mengangkut pakan ternak dan jerami dalam bentuk karung-karung.
4. Perlengkapan bongkar muat ternak telah
didesain yang memungkinkan ternak dari dek
paling bawah bisa berjalan ke atas melaluitangga yang didesain sebagai transportasiternak dalam kapal dan untuk proses
unloading, ternak dibuatkan jalan khusus dan
jembatan menuju pelabuhan. Waktu yangdibutuhkan kapal untuk melakukan bongkar
muat 400 ekor ternak dengan cara ternak dibuatkan jalan khusus serta dipandu oleh
stockman membutuhkan waktu 7 jam.
SaranSaran yang dapat menjadi masukan dari
konversi kapal dari tipe kapal general cargomenjadi livestock vessel pada pengerjaan TugasAkhir ini antara lain :
1. Untuk mendukung penelitian, data yangdiperoleh dari pemilik kapal hendaknya bisa
lebih dilengkapi dengan data kapal yang lain,
5/13/2018 ITS Undergraduate 16617 4208100603 Paper - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/its-undergraduate-16617-4208100603-paper 7/7
Lutfi Paliam Paraya (4208 100 603)
misal data mengenai kelistrikan dan permesinan yang digunakan dikapal.
2. Diperlukan survey kapal dan survey ke
Suhu yang Berbeda. Thesis.Pascasarjana, IPB, Bogor.
Program
perusahaan pemilik kapal untuk menjadi
referensi kelengkapan data lampiran pada penelitian.
Daftar Pustaka
Alam Baheramsyah, Made Ariana, 1998/1999, Diktat Pengaturan Udara dan Sistem
Pendingin (NE 1513), Fakultas TeknologiKelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Standar Nasional Indonesia, 1998, K apal Motor Untuk Mengangkut Ternak Sapi Dan K erbau,
Badan Standarisasi Nasional, Departemen
Pertanian.
Australian Standards for the Export of Livestock Version 2.2, 2010, Vessel Preparation and
Loading, Department Agriculture, Fisheriesand Foresty. www.daff.gov.au/data/assets/
pdf_file/0003/930108/std4-vessel- preparation.pdf
Wilbert F.Stocker, Jerold W.Jones, 1994, Refrigerasi dan Pengkondisian Udara edisikedua, Supratman Hara, Penerbit Erlangga
Hj Romziah S, Ph.d.Drh, 2004, K omoditas dan Bangsa-Bangsa Ternak Potong , Fakultas
Kedokteran Hewan Universitas Airlangga
Jones, G.M. & C.C. Stallings. 1999. Reducingheat stress for dair y cattle. VirginiaCooperative Extension. Publication Number
404-200. http://www.ext.vt.edu/index.html.
McDowell, R.E. 1972. Improvement of Livestock Production in Warm Climate. W.H.
Freeman and Co., San Frascisco.p.1-128.
Prayitno, H. 1999. Respons Termoregulasi SapiPeranakan Fries Holland pada Berbagai
Kondisi Lingkungan Mikro. Skripsi. Fakultas
Peternakan, IPB, Bogor.
Qisthon, A. 1999. Respons Fisiologis danProduktivitas Sapi Dara Pernakan Fries
Holland pada Pemberian Air Minum dengan
7
Shibata, M. 1996. Factors affecting thermal balance and production of ruminants in a hot
environment. A Review. Mem. Nat.Inst. Anim.
Ind. No. 10 National Institute of AnimalIndustri Tsukuba, Japan.
Wierema, F. In: Chestnut, A. & D. Houston.2002. Heat Stress and Cooling Cows.
http://www.vigortone.com/heat_stress.htm [21
Yousef, M.K. 1985. Thermoneutral Zone. In:M.K. Yousef (Ed.). Stress Physiology of
Livestock. Vol.II. CRC Press, Inc. Boca
Raton, Florida. P.68-69.