bab 1 refisis

7/23/2019 Bab 1 Refisis

http://slidepdf.com/reader/full/bab-1-refisis 1/22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

PT.Medion Farma Jaya merupakan salah satu produsen obat hewan yang cukup

besar di Indonesia, bahkan sekarang ini PT.Medion sedang mengembangkan

sayapnya untuk menembus pasar dunia. Ada beberapa produk dimana proses

pembuatannya itu harus dilakukan di dalam ruangan steril.

Ada beberapa kasus sekarang - sekarang ini yang cukup hebat dimana pada ahir

proses produksi sering teradinya obat yang tidak steril, sehingga obat tidak layak

untuk di pasarkan !gagal", ini teradi memang cukup banyak #aktor, salah satunya di

duga suhu $% ruangan yang sering berubah-ubah, yang mana ika $% didalam

ruangan tinggi ini akan memicu tumbuhnya bakteri & bakteri dan amur yang bisa

membuat obat menadi tidak steril. 'i duga adanya kenaikan suhu pada ruangan

tersebut dikarenakan oleh bagian atapnya, yakni pla#on. Pla#on yang digunakan di

ruangan ini adalah pla#on enis sandwich panel. Pla#on enis sandwich panel ini terdiri

dari ( lapisan yakni, lapisan pertama yaitu lembaran plat dari stainless steel, lapisan

kedua yaitu styro#oam dan lapisan ketiganya dari stainless steel. 'imana dari

in#ormasi yang saya peroleh sandwich panel ini mampu menaga suhu sampai -)*

℃ . +leh karena itu saya merasa tertarik dan tertantang untuk menganalisa

plafond Sandwich panel pada ruangan steril tersebut, dimana mungkin pada plafond

Sandwich panel tersebut mengalami perpindahan panas yang cukup besar atau ada

teradinya suatu kebocoran sehingga suhu dan $% !kelembaban" ruangan menadi

tidak stabil.

1



2



1 1

1.2 Perumusan Masalah

1.3 'engan kasus yang teradi dimana sering teradinya $% !kelembaban"

ruangan yang sering berubah-ubah di duga ini mengakibatkan proses akhir produksi

menadi tidak steril, maka akan di lakukan perumusan masalahnya. Adapun rumusan

masalahnya yaitu sebagai berikut . Apakah yang menyebabkan proses pembuatan obat menadi tidak steril

. /agaimana proses perpindahan panas pada plafond Sandwich Panel nya

(. Mengapa kelembaban ruangan sering naik turun

1.4

1.5 Batasan Masalah

1.6 Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut . 0arya ilmiah ini hanya akan membahas analisa pada plafond Sandwich Panel

pada ruangan steril di PT.Medon Farma Jaya.

. 'engan spesi#ikasi pla#on Tebal 1 23 mm, Panang ma4 sampai 5*** mm.(. Terdiri dari ( lapisan, lapisan pertama plat stainless steel dengan tebal mm,

lapisan kedua styro#oam dengan tebal 2) mm, dan lapisan ke tiganya dari plat

stainless steel dengan tebal mm.

). kondisi ruangan pada saat packing dengan umlah orang yaitu ) orang, dan suhu

standar 6+P ruangannya, temperatur * - 3 ℃ dan $% )3 & 3* .

.21. !u"uan Peran#angan

1.$ Adapun tuuan dari analisa plafond sandwich panel ini yaitu

. 7ntuk mengetahui lau perpindahan panas pada plafond sandwich panel.

. 7ntuk memahami bagaimana cara pengkondisian $% !kelembaban" ruangan

steril bisa teraga dan sesuai dengan 6+P perusahaan.

.*.

.

1.13 %&stemat&ka Penul&san

.) 8aporan ini ditulis dengan urutan sistematika yang terdiri dari

beberapa bab, sub bab, pokok bahasan dan sub pokok bahasan, yaitu sebagai berikut

1.15

.5 /A/ I P9:'A%787A:

.2 /ab ini terdiri lima pokok bahasan, yaitu latar belakang masalah,

rumusan masalah, batasan masalah, serta tuuan perancangan



1 2

.;

.< /A/ II T9+$I 'A6A$

.* /ab ini berisikan tentang teori-teori dasar yang menunang dalam menganalisa

pembahasan yang ada.

.. /A/ III P9$A:=A:>A:

.( /ab ini berisikan tentang langkah-langkah analisa dari pla#on sandwich panel

.)

.3 /A/ I? P9:>+8A%A: 'ATA.5 /ab ini berisi tentang analisa perhitungan yang dibutuhkan untuk

mengidenti#ikasi masalah & masalah yang sering teradi..2

.; /A/ ? 096IMP78A: 'A: 6A$A:.< /ab ini berisikan tentang kesimpulan dari analisa dan saran-saran dalam

menganalisa pla#on sandwich panel maupun pengeraan tugas akhir itu sendiri.

.(*

.( 'AFTA$ P76TA0A.(

.(( 8AMPI$A:



1.34 BAB II

1.35 LANDA%AN !E'(I

1.361.3) 2.1 Per*&n+ahan ,al-r

.(; Perpindahan kalor atau alih bahang ! heat transfer " ialah ilmu untuk

meramalkan perpindahan energi yang teradi karena adanya perbedan suhu di antara

benda atau material. 'ari termodinamika telah kita ketahui bahwa energi yang

berpindah itu dinamakan kalor atau bahang atau panas ! heat ". Ilmu perpindahan

kalor tidak hanya mencoba menelaskan bagaimana energi kalor itu berpindah dari

satu benda ke benda yang lain, tetapi uga dapat meramalkan lau perpindahan yang

teradi pada kondisi & kondisi tertentu. 0enyataan bahwa d isini yang menadi sasaran

analisis ialah masalah laju perpindahan, inilah yang membedaka ilmu perpindahan

kalor dari ilmu termodinamika. Termodinamika membahas sistem dalam

keseimbangan@ ilmu ini dapat digunakan untuk meramalkan energi yang diperlukan

untuk mengubah sistem dari suatu keadaan seimbang ke keadaan seimbang lain,

tetapi tidak dapat meramalkan kecepatan perpindaha itu. %al ini di sebabkan karena

pada waktu proses perpindahan itu berlangsung , sistem tidak berada dalam keadaan

seimbang. Ilmu perpindahan kalor melengkapi hukum pertama dari kedua

termodinamika..(<

3.2 Per*&n+ahan ,al-r ,-n+uks&

.)* Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu ! temperatur

gradien ", maka menurut penglaman akan teradi perpindahan energi dari

bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah. 0ita katakan bahwa energi

berpindah secara konduksi ! conduktion " atau hantaran dan bahwa lau

perpindahan kalor itu berbanding dengan gradien suhu normal

.)q

A

∂T

∂ x ! . "

2



2 1

.) Jika dimasukan konstanta proporsiaoanalitas ! proporsionality constant " atau

tetapan kesebandingan, maka

.)(q=−kA ∂ T

∂ x ! . "

.)) di mana q ialah lau perpindahan kalor dan ∂ T /∂ x merupan gradien suhu

ke arah perpindahan kalor. 0onstanta positi# k disebut kondtivitas atau kehantara

termal ! termal conduktivity " benda itu, sedangkan tanda minus diselipkan agar

memenuhi hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ketempat

yang lebih rendah dlam sekala suhu. 6eperti gambar . di bawah ini

.)3.)5

.)2

.);.)<

.3*

.3.3

.3(

.3) am/ar 2.1 /agan yang menunukan

aliran kalor

.33 disebut hukum #ourier tentang konduksi

kalor, bahwa stuan k ialah watt per meter per deraat =elsius ! dalam sistem

satuan yang menggunakan watt sebagai satuan aliran kalor ". Pada persamaan .

di atas ika teradi perubahan suhu terhadap waktu maka penyelesaian persamaan

diatas akan lebih kompleks. 7ntuk elemen dengan ketebalan d4 , keseimbangan

energinya adalah.35 9nergi konduksi masuk dari kiri kalor yang dibangkitkan dari elemen 1

Perubahan energi dalam energi konduksi keluar di sebelah kanan



2 2

.32

.3;

.3<

.5*.5 dimana B 1 energi yang dihasilkan per

satuan Colume, DEm(.5 c 1 kalor spesi#ik bahan

.5( 1 kerapatan, kgEm(

.5) G 1 waktu

.53

.55 am/ar 2.2 ?olume satuan untuk analisis konduksi kalor satu

dimensi..52 'engan menggabungkan persamaan-persamaan diatas

diperoleh

.5;



2 3

.5<

.2* A

tau

.(.2

.2

.2( Ini merupakan persamaan konduksi kalor satu dimensi. 7ntuk kondisi lebih

dari satu dimensi , keseimbangan energi adalah

.2)

.23.25 'an umlah energi

diberikan oleh

.22.2;

.2<

.;*.;

.;

.;(

.;).;3

.;5

.;2.;;

.;<

.<*.<

.<

.<( 6ehingga secara umum

persamaan kalor konduksi tiga

dimensi adalah

.<).<3 .)

.<5 7ntuk konduktiCitas

termal konstan,

persamaan !.)" bisa ditulis

.<2

.<;



2 4

.<< .3

.**

.* 'imana H 1 kEc disebutdi#usitas termal bahan. Makain besar harga H makin cepat kalor berdi#usi ke

bahan. 'i#usiCitas termal mempunyai satuan meter kwadrat per detik.Persamaan

.3 bisa dirobah ke dalam koordinat silinder atau bola menadi0oordinat

silinder

.*.*(

.*)

.*3

.*5 0oordinat bola

.*2

.*; 0ondisi-kondisi khusus

• Aliran kalor satu dimensi kondisi stedi !tanpa pembangkitan panas"

.*<.*

.

• Aliran kalor satu dimensi kondisi stedi dengan pembangkitan kalor

..(

.).3

.5



2 5

.2

.;

.<.*

.

..(

.)

.3.5

.2

.;.< am/ar 2.3 C*lume usuran untuk analisis

konduksi- kalor tiga dimensi !a" koordinat kartesius@ !b"

koordinat silindris@ !c" koordinat s#eris..(*

1.131 2.3 ,-n+ukt&0&tas

!ermal

.( 0onduktiCitas termal ditentukan dari eksperimen.

%arga- harga konduktiCitas untuk beberapa material

ditunukkan pada tabel . 7mumnya, konduktiCitas termal sangat dipengaruhi oleh

suhu..((



2 6

.()

.(3

.(5

.(2

.(;

.(<

.)*

.)

.)

.)(

.)).)3

.)5

.)2.);

.)<

.3*.3

.3

.3(

.3).33

.35

.32.3;

.3<



2 7

1.16 2.4

,-n+uks&

,ea+aan

!unak

%atu

D&mens&

.5

Penerapan hukum #ourier tentang konduksi termal untuk menghitung

aliran termal dalam sistem sederhana satu dimensi. 'alam katagori sistem

satu-dimensi ini trmasuk berbagai bentuk #isik yang berlainan@ sistem-sistem

silinder dan bola adalah satu-dimensi bilamana suhu benda hanya merupakan

#ungsi arak radial dan tidak bergantung dari sudut aimut atau letak pada

poros..5 Perhatikan suatu dingding datar, dimana kita akan menerapkan hukum

#ourier.5(



2 8

.5)

.53

.55.52

.5; q=

−kA

∆ x (T

2−T

1)

! .( "

.5< /ilamana konduktiCitas termal ! thermal conduktivity " dianggap tetap. Tebal

dinding adalah ∆ x , sedangT

1 danT

2 adalah suhu muka dinding. Jika

konduktiCitas termal berubah menurut hubungan linier suhu, seperti

k =k o(1+ βT ) maka persamaan aliran kalor menadi

.2*

(T 2−T

1)+

βT

2(T 2

2−T 12)

q=−kA

∆ x ¿

! .) "

.2 Jika pada sistem itu terdapat lebih dari satu macam bahan, seperti hal dinding

lapis rangkap pada gambar . berikut

.21.1)3 B

1.1)4

1.1)5

1.1)6

.22 am/ar 2.4 Perpindahan kalor

satu-dimensi melalui dinding.2;

.2< 6uhu ! temperatur gradient " pada ketiga bahan ialah seperti gambar di atas,

aliran kalor dapat dituliskan sebagai

.;*

Profl R

CBA

4321



2 9

.;

T 4−¿T

3

∆ xC

T 3−¿T 2

∆ x B

=k C A ¿

T 2−¿T

1

∆ x A

=−k B A ¿

q=−k A A ¿

.;

.;( Perlu diingat bahwa aliran kalor pada setiap bagian itu sama

.;) Jika ketiga persamaan ini di pecahkan serentak, maka aliran kalor itu

dapat dituliskan sebagai berikut

.;3.;5

1.1)

T 1−¿T

4

∆ x A /k A A+∆ xB/k B A+∆ xC /k C A (2.5)

q=¿

1.1

.;< 8au perpindahan kalor dapat dipandang sebagi aliran@ sedangkan gabungan

dari kondukti#itas termal, tebal bahan, dan luas merupakan tahanan terhadap aliran

ini. 6uhu merupakan #ungsi potensial, atau pendorong, aliran itu@ dan persamaan

#ourier dapat dituliskan sebagai berikut

.<*

.< Aliran kalor=

beda potensiantermal

tahanantermal (2.6)

.<

.<( Analogi listrik ini dapat pula digunakan untuk memecahkan soal-soal

yang lebih rumit baik yang menyangkut tahanan termal dalam sususnan seri maupun

yang paralel. Perpindahan Panas 0onduksi Melalui /ahan yang 'isusun 6eri dan

Paralel.

.<) 'inding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang dihubungkan

seri dan paralel dialiri panas. Perpindahan panas konduksi dianggap berlangsung

hanya satu arah !arah 4".

1.1$5

1.1$6



2 10

1.1$).<;

2.5 Per*&n+ahan ,al-r se#ara ,-n0eks&

.<< 0onCeksi adalah perpindahan panas karena adanya

gerakanEaliranE pencampuran dari bagian panas ke bagian yang dingin.

=ontohnya adalah kehilangan panas dari radiator mobil, pendinginan dari

secangkir kopi dll. Menurut cara menggerakkan alirannya, perpindahan panas

konCeksi diklasi#ikasikan menadi dua, yakni konCeksi bebas !#ree

conCection" dan konCeksi paksa !#orced conCection". /ila gerakan #luida

disebabkan karena adanya perbedaan kerapatan karena perbedaan suhu, maka

perpindahan panasnya disebut sebagai konCeksi bebas !#ree E natural

conCection". /ila gerakan #luida disebabkan oleh gaya pemaksa E eksitasi dari

luar, misalkan dengan pompa atau kipas yang menggerakkan #luida sehingga

#luida mengalir di atas permukaan, maka perpindahan panasnya disebut

sebagai konCeksi paksa !#orced conCection".

.**

2.6 Al&ran &sk-s kental

.* Perhatikan aliran di atas plat rata seperti pada >ambar .3 dan

>ambar .5. Terlihat bahwa mulai dari tepi depan plat itu terbentuk suatu

daerah dimana pengaruh gaya Ciskos (viscous forces) makin meningkat. >aya-

gaya Ciskos ini bisa diterangkan denagan tegangan geser (hear stress) τ

antara lapisan-lapisan #luida. Jika tegangan ini dianggap berbanding dengan

gradien kecepatan (velocity gradient) normal, maka kita dapatkan persamaan

dasar Cikskositas.*



2 11

.*( τ = μ

du

dy ! .2 "

.*) am/ar 2.5 /erbagai daerah aliran lapisan-batas dia

atas plat rata

.*3

1.26

.*2 0onstanta proposiaonalitas μ disebut viskositas dinamik (dynamic

viskositas). 6atuan yang paling khas ialah newton-detik per meter persegi.

.*; 'aerah aliran yang terbentuk dari tepi depan plat itu, dimana terlihat

pengaruh Ciskositas, disebut lapisan batas (boundary layer). 7ntuk menandai

posisi y dimana lapisan batas itu berakhir dipilih satu titik sembarang@ titik ini

biasanya dipillih sedemikian rupa pada koordinat y dimana kecepatan menadi <<

persen dari nilai arus-bebas.

.*< Pada permulaan, pembentukan lapisan batas itu laminar, tetapi pada

suatu arak kritis dari tepi depan, bergantung dari medan aliran dan si#at-si#at

#luida, gangguan-gangguan kecil pada aliran itu membesar dan mulailah teradi

proses transisi hingga aliran menadi turbulen. 'aerah aliran turbulen dapat

digambarkan sebagai kecocokan rambang dimana gumpalan #luida bergerak

kesana kemari di segala arah. Transisi dari aliran laminar menadi turbulen

apabila.*

.

u∝ x

v =

ρu∝ x

μ >5

x10

5

.

.( 'imana u∝ 1 kecepatan aliran bebas

.) x 1 arak dari tepi depan



2 12

.3 v 1 μ/ ρ 1 Ciskositas kinematik

.5

.2.;

.<

.*

.

.

.(.) am/ar 2.6

Pro#il kecepatan laminar diatas plat rata

.3

.5 Pengelompokn khas diatas di sebut angka $eynolds, dan angka ini tak

berdimensi apabila untuk semua si#at-si#at diatas digunakan perangkat satuan yang

konsiste@

.2

1.22 ℜ x=

u∝ x

v ! -; "

.<

.(* Jangkauan normal untuk permulaan tansisis ialah antara 5 x105

dan 106

. Jika terdapat gangguan besar dalam aliran itu, transisi mungkin sudah mulai pada

angka $eynolds serendah 105

dan pada aliran tanpa #luktuasi !perubahan-

perubahan kecepatan ", tansisi ini selesai dan akan menadi aliran turbulrn pada angka

pada waktu transisis itu di mulai.

.( /entuk relati# pro#il kecepatan dalam aliran laminar dan turbulen

ditunukan pada gambar .3. Pro#il laminar hampir mendekati parabola, sedang pro#il

turbulen mempunyai bagian dekat dinding yang hampir mendekati garis lurus. /agian

linier ini mungkin disebabkan oleh adanya sub-lapisan laminar yang melengket pada

permukaan. 'iluar sub-lapisan ini, pro#il kecepatan relati# agak rata dibnding pro#il

laminar..(

.((

.()



2 13

.(3

.(5



1.23) BAB III

1.23 !AHAPAN ANALI%A

1.23$

1.24 III.1. D&agram Al&r Peran#angan

.) 'alam suatu proses analisa, diperlukan suatu sistematika proses

analisa agar seluruh pekeraan dapat beralan sistematis, terkontrol dan terencana.

6ehingga mendapatkan hasil analisa yang sesuai dengan harapan. /erikut ini

adalah sistematika secara umum dari diagram alir proses analisa penggunaan

Plafon Sandwich Panel pada ruangan steril.

1.242

1.243

1.244

1.245

1.246

1.24)

1.24

1.24$

1.25

1.251

3

START

MERUMUSKAN MASALAH

PENUMPULAN !ATA

ANAL"S"S !ATA

T#$%

PERH"TUNAN1.1



1.252

1.253

1.254

1.255

1.256

1.25)

1.25

1.25$

1.26

.5 am/ar 3.1. 'iagram Alir Tahapan Analisa

3

&%

HAS"L PEMBAHASAN

KES"MPULAN

EN!



31

.5

1.263 III.2 Merumuskan Masalah

.5) Pada proses analisa ini memiliki perumusan perumusan masalah yang

di anggap penting, dimana perumusan masalah ini yang akan menentukan langkah

untuk kedepannya, adapun perumusan masalah dalam analisa Plafond Sandwich

Panel ini diantaranya

• Apakah yang menyebabkan proses pembuatan obat menadi tidak steril

• /agaimana proses perpindahan panas pada plafond Sandwich Panel nya

.53

1.266 III.3 Pengum*ulan Data

.52 6etelah proses perumusan masalah selesai dilakukan maka tahapan

selanutnya yaitu pengumpulan data, dimana pengumpulan data ini bertuuan

untuk mendukung proses analisa yang akan dilakuan, adapun proses

pengumpulan data tersebut akan dilakukukan dengan cara

Pengukuran langsung kelapangan

Dawancara ke pihak terkait

Membaca buku atau mencari ke web guna mendukung data-data yang

dibutuhkan

.5;

1.26$ III.4 Anal&sa Data



32

.2* Analisa data bertuuan untuk memilih dan memilah data yang

sebelumnya telah dilakukan pada proses pengumpulan data, proses analisa data

ini menyeleksi data-data mana yang sekiranya penting dan mendukung untuk

proses selanutnya, data-data yang penting kita ambil dan selebihnya kita buang.

1'271

1.2)2 III.5 Pr-ses Perh&tungan

.2( Proses perhitungan ini merupakan suatu proses yang sangat penting

dimana seluruh data-data yang sudah di seleksi akan diproses guna mencari tuuan

yang ingin dicapai, pada hasil proses perhitungan ini pula akan dilakukan proses

membandingkan apakah hasil dari proses perhitungan tersebut sudah benar atau

tidak, ika dirasa masih ada kekeliruan makan proses akan dikembalikan ke

pengumpulan data awal dan ika hasil perhitungan sudah sesuai maka akan

dilakukan ke proses selanutnya.

.2)

1.2)5 III.6 Has&l +an Pem/ahasan

.25 %asil dari perhitungan yang telah dilakukan pada proses sebelumnya

akan dibahas dan poin-poin dari perhitungan tersebut akan di ambil guna

menawab tuuan dan kesimpulan.

.22

1.2) III.) ,es&m*ulan

.2< Proses dimana menyimpulkan dari hasil perhitungan dan pembahasan

dengan masalah-maslah yang teradi.

1.2

1'281

bab 1 refisis

Documents