RPP Pengoperasian alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
( RPP )


Mata Pelajaran : Pengoperasian Alat Mesin Penanganan Hasil Pertanian ( PAM PHP)
Kelas / Semester : 11/gasal/genap
Alokasi Waktu : 18 Jam Pelajaran
Standar Kompetensi : Pengoperasian alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
Kompetensi Dasar : Mengoperasikan alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
Indicator : Mampu mengoperasikan alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin

I Tujuan Pembelajaran :

1 siswa dapat memahami teori dasar pindah panas
2 siswa dapat menjelaskan macam, jenis dan fungsi alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
3 siswa dapat menyebutkan bagian-bagian alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
4 siswa dapat menjelaskan prinsip kerja, mekanisme kerja, spesifikasi, gangguan kerja ringan dan cara mengatasinya pada alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
5 siswa dapat mengoperasikan alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin sesuai prosedur
6 siswa mampu bekerja sesuai dengan keselamatan kerja

II Materi Ajar

Suhu suatu benda dapat diukur dengan mempergunakan alat yang disebut thermometer. Thermometer mempunyai skala suhu sehingga tiap suhu dapat dinyatakan dalam suatu bilangan tertentu. Suhu dapat ditentukan dalam skala Celcius, Fahrenheit, Reamur dan Kelvin.
Titik nol skala Celsius adalah suhu es mencair dan disebut titik beku. Titik 100 skala Celsius adalah suhu uap air yang sedang mendidih dan disebut titik didih. Antara titik 100 dengan titik nol sekala Celcius dibagi 100, sehingga diperoleh titik didih 100 derajat C dan titik beku 0 derajat C. suhu dibawah titik beku ditandai dengan tanda negative misalnya – 20 ; - 25 dan sebagainya.
Reamur menentukan suhu es yang sedang mencair dan suhu air yang sedang mendidih tetap seperti pada skala celcius, hanya pada skala Reamur, titik terendah yaitu suhu pada es mencair diberikan dengan skala nol dan titik tertinggi yaitu suhu air yang sedang mendidih pada skala 80. Antara kedua titik ini dibagi atas 80 skala atau dalam 80 derajat Reamur.
Fahrenheit mempergunakan titik pada saat suhu dari campuran salju dan amoniak membeku/mencair sebagai titik terendah dan suhu badan manusia sebagai titik tertinggi. Titik terendah oleh Fahrenheit diberikan pada skala 32 dan titik tertinggi pada skala 212. Antara kedua titik tersebut dibagi 180 skala, yang tiap skala disebut derajat Fahrenheit.
Sehingga 100 derajat C = 80 derajat R = 212 derajat F atau 1 derajat C = 4/5 derajat R = 9/5 derajat F.
Pindah panas didalam pengolahan hasil pertanian sangat berperanan, antara lain bahwa hampir seluruh hasil pertanian mengalami proses pemanasan atau pengeringan sedangkan untuk hasil ternak mengalami proses pendinginan.
Untuk pengolahan hasil pertanian, beberapa prinsip dasar haruslah selalu diingat, yaitu :
a. Panas bergerak dari obyek panas ke obyek yang dingin
b. Bertambah besar perbedaan kedua obyek, bertambah besar panas yang dipindahkan
c. Makin tipis dinding pengantara/penyekat kedua obyek, makin baik proses pemindahan panas
d. Obyek yang gelap menyerap panas yang dipancarkan lebih cepat dari pada obyek yang terang
e. Pemanasan sebaiknya dilakukan di bagian bawah/dasar ruangan, sedangkan pendinginan dilakukan di bagian atas ruangan sehingga memungkinkan pindah panas secara konveksi
KONDUKSI
Perpindahan panas dengan konduksi dapat terjadi baik pada benda padat, cair ataupun gas. Panas dari benda yang satu ke benda yang lain dipindahkan dengan perantara zat yang selama perpindahan tersebut tidak mengalami perubahan tempat. Hal ini dapat dirasakan apabila kita memanasi ujung sebuah besi, sedangkan ujung lainnya kita pegang, maka setelah beberapa saat ujung besi yang kita pegang akan naik suhunya.
Berbagai benda dapat menghantarkan panas lebih baik dari pada benda lain, misalnya tembaga lebih baik dari pada gelas atau kayu. Pada umumnya logam merupakan penghantar panas yang baik, sedangkan benda cair dan gas merupakan penghantar panas yang buruk. Benda yang berpori merupakan penghantar panas yang jelek misalnya gabus, bulu domba, jerami, kayu dan sebagainya. Beberapa peralatan yang banyak digunakan sehari-hari seperti lemari besi berdinding rangkap untuk mencegah kebakaran isinya. Sebagai penyekat digunakan bahan asbes yang tidak dapat terbakar. Selain itu pegangan beberapa alat dibuat dari kayu untuk mencegah perambatan panas dari ujung yang dipanasi.
KONVEKSI
Meskipun air dan udara merupakan penghantar panas yang buruk, akan tetapi panas dapat juga dihantarkan melalui bahan ini yaitu secara konveksi/aliran. Pada pemasakan air, pada awal proses pemanasan, air yang berada didasar wadah akan dipanasi terlebih dahulu. Setelah beberapa saat, secara konveksi panas tersebut akan dipindahkan ke air yang berada lebih atas, dan setelah beberapa saat seluruh air akan menjadi panas sebelum mendidih. Pindah panas ini dipengaruhi oleh beberapa hal antara lain; berat jenis bahan, kekentalan bahan, panas jenis bahan, terjadinya peristiwa penguapan, pengembunan dan sebagainya. Terjadinya angin juga disebabkan adanya aliran udara yang dipanasi sehingga kerapatan udara turun dan bergerak kea rah udara yang masih dingin. Secara umum dapat dikatakan bahwa pemindahan panas dilakukan sendiri oleh bahan bersangkutan.
RADIASI
Radiasi adalah pemindahan panas secara pemancaran, dari permukaan sebuah benda. Radiasi ini hanya terjadi dalam gas. Pemindahan panas cara radiasi ini juga dapat terjadi dalam udara vakum tanpa perantara. Sebagai contoh, apabila kita berdiri dekat api, akan merasa panas walaupun tidak bersentuhan langsung dengan api tersebut, dan ada udara sebagai penghantar panas yang sangat buruk. Selain itu udara tidak dapat memindahkan panas ke samping akan tetapi keatas.
Suatu pancaran panas yang sampai kepada suatu benda, panas tersebut dapat diteruskan, dipantulkan atau diserap oleh benda tersebut. Benda yang meneruskan panas, misal udara, sedangkan benda yang menyerap pancaran panas misal air atau gelas. Benda yang meneruskan panas tidak menjadi panas, sedangkan benda yang menyerap panas akan menjadi panas.
Sifat permukaan benda mempengaruhi penyerapan dan pemantulan panas. Permukaan yang rata dan mengkilap putih memantulkan hampir seluruh pancaran panas, sedangkan permukaan yang kasar dan hitam akan menyerap sebagian besar panas yang dipancarkan. Selain itu benda yang sedikit menyerap panas, juga sedikit memancarkan panas, dan benda yang banyak memancarkan panas juga akan banyak menyerap panas.
Macam Peralatan Pemanas / Penukar Panas : Tabung Pemanas, Ketel Uap (Boiler), Penukar Panas
Spiral Melingkar, Penukar Panas Tipe Permukaan, Penukar Panas Dengan Tabung Dibagian Dalam, Pembangkit Ulang, Penukar Panas Tipe Tong, Penyemprot Air Panas, Pemasukan Uap Panas dan Penukar Panas Tipe Skrup
Macam Peralatan Penguapan / Evaporator : Evaporator Kancah Terbuka, Evaporator dengan Tabung Pendek yang Melintang, Evaporator dengan Tabung Pendek yang Tegak, Evaporator yang Mempunyai Sirkulasi Alamiah dengan Kalandria dibagian Luar, Evaporator dengan Sirkulasi yang Dipaksa, Evaporator Bertabung Panjang, Evaporator Piring, Evaporator Sentrifugal dan Evaporator Pengaruh Berganda
Evaporator Efek Tunggal
Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini.








Jika F adalah kecepatan aliran bahan yang masuk dan XF adalah fraksi padatan bahan yang masuk. Sementara P adalah kecepatan aliran produk yang keluar dan XP adalah fraksi padatan produk yang keluar. Sedangkan V adalah kecepatan aliran uap, maka berdasarkan prinsip keseimbangan massa, dapatlah ditulis :
F = P + V 1)
Dan
XF.F = XP.P 2)
Apabila suhu dari bahan yang masuk adalah Tf dengan kapasitas panas bahan yang masuk ialah CPF dan S adalah alira Steam dengan suhu Ts , sementara C adalah aliran kondensat. Sedangkan suhu uap hasil penguapan adalah T dan kapasitas panas produk yang keluar adalah CPP, maka neraca keseimbangan energi pada alat tersebut adalah :
F . CPF . (Tf - 0) + S (hg Ts – hf T) = P . CPP . (T – 0) + V . hg T 3)
Untuk menentukan Nilai Ekonomi Uap didasarkan pada definisinya yaitu perbandingan antara air yang menguap dari produk dengan massa steam yang digunakan, atau :
Nilai Ekonomi Uap (NEU) = 4)
Besarnya nilai kapasitas panas bahan yang masuk (CPF) dan nilai kapasitas panas produk yang keluar ditentukan dengan persamaan SEIBEL, yaitu :
CPF = 0,837 + 0,034 . KAF % 5)
CPP = 0,837 + 0,034 . KAP % 6)
Dimana :
KAF = kadar air bahan yang masuk
KAP = kadar air produk yang keluar
Pada evaporator efek majemuk ada 3 macam penguapan, yaitu :
a. Evaporator Pengumpan Muka
b. Evaporator Pengumpan Belakang
c. Evaporator Pengumpan Sejajar
Alat Pendingin dipergunakan untuk sarana pengawetan dan pengamanan hasil pertanian. Pengawetan dilakukan dengan jalan pembekuan untuk mempertahankan kesegaran bahan sebelum bahan diolah lebih lanjut. Misalnya pembekuan udang, pembekuan ikan dan sebagainya. Pendinginan dilakukan terhadap sayur dan buah selama pengangkutan dari satu daerah ke daerah lain agar buah dan sayur tidak rusak ataupun busuk atau untuk penyimpanan buah dan sayur selama waktu tertentu. Dewasa ini dipergunakan juga CO2 padat sebagai zat pendingin pada pengangkutan sayur dan buah atau makanan dan minuman, disamping truk pendingin atau kapal pendingin untuk pengangkutan jarak jauh. Dimasyarakat dikenal beberapa nama pendingin diantaranya cold case, refrigerator, frizer, cold storage, cold incubator, AC (air conditioner), chiller dan sebagainya.
JENIS ZAT PENDINGIN
Gas yang berfungsi sebagai zat pendingin atau ‘refrigerant’ umumnya mempunyai suhu didih yang rendah serta panas latent penguapan yang tinggi pada tekanan atmosfir. Panas latent penguapan adalah kalori yang diperlukan untuk penguapan 1 kg cairan pendingingi pada suhu didihnya. Rendahnya suhu didih serta panas latent yang tinggi tersebut memungkinkan zat pendingin menyerap panas yang cukup besar dari bahan-bahan yang didinginkan. Sifat-sifat lain yang harus dimiliki oleh zat pendingin selain sifat termodinamika adalah bahwa zat pendingin tersebut :
1. bukan bahan peledak
2. tidak beracun
3. tidak mudah terbakar/menyala
4. tidak korosif
5. tidak berbau keras
6. tidak merusak makanan
7. tidak berwarna
8. mudah diperoleh dipasaran
9. harganya murah
10. cocok dengan peralatan mekanis yang digunakan
11. efisien dan ekonomis
Beberapa jenis zat pendingin telah dicoba dengan system pendinginan yang ada. Akhir-akhir ini telah diketemukan juga jenis-jenis zat pendingin baru, tetapi umumnya pada saat ini zat pendingin yang banyak dipergunakan adalah ammonia, Freon 12, karbon dioksida, metal khlorida, Freon 11 dan Freon 22.
Berikut ini akan dijelaskan setiap zat pendingin tentang sifat-sifat dan penggunaannya dalam unit pendingin yang diusahakan secara komersiel.

III Metode Pembelajaran
• ceramah
• tanyajawab
• diskusi
• demonstrasi
• kerja kelompok
• proyek
• tugas
• praktikum

IV Langkah-langkah Pembelajaran
1 Kegiatan Awal
- ucapan salam
- melakukan presensi siswa
- menyapaikan pokok materi
- pre tes secara lisan
2 Kegiatan Inti
- menerangkan tentang teori dasar pindah panas
- menerangkan macam, jenis dan fungsi alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
- menerangkan bagian-bagian alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
- menerangkan prinsip kerja, mekanisme kerja, spesifikasi, gangguan kerja ringan dan cara mengatasinya pada alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin
- menerangkan dan memperagakan cara pengoperasikan alat mesin pemanas, penguap, pengering dan pendingin sesuai prosedur
- menerangkan keselamatan kerja
3 Kegiatan Akhir
- pos tes secara lisan
- pemberian tugas
- ucapan salam

V Alat / Bahan Pembelajaran
Alat Pembelajaran
• oven,
• water bath
• autoclave.
• Box dreyer
• Penyemprot air panas

Bahan Pembelajaran
• Thermodinamika
• Bentuk, Macam dan fungsi
• Prinsip dan mekanisme kerja
• Spesifikasi dan bagian-bagian
• Gangguan dan cara mengatasi
• Keselamatan kerja
• Sifat dan bhp
• Persiapan bhp
• Karakteristik alat mesin
• Langkah kerja
• penyetelan
• Factor-faktor yang mempengaruhi
• Perawatan berkala
• Pengecekan dan penyetelan
• Penyebab kerusakan dan akibatnya
• Teknik perbaikan
• Peraturan keselamatan kerja

VI Penilaian :

1). Tes Lisan

Jelaskan , tunjukkan, Bentuk, Macam, fungsi, Prinsip, mekanisme kerja, Spesifikasi, bagian-bagian, Gangguan, cara mengatasi dan Keselamatan kerja !

2). Tes Tulis

1. berikan pengertian istilah berikut :
a. konveksi, konduksi dan radiasi
b. terangkan perbedaan pengukuran suhu dengan skala celcius, reamur dan fahrenheit
2. sebuah besi bersuhu 150 º C dicelupkan kedalam air bersuhu 20 º C. apabila berat besi 50 gram, dengan kalor jenis 0,11, hitunglah berat air, apabila suhu akhir 50 º C dan kalor jenis air 1.
3. apabila jumlah panas yang dipindahkan adalah 200 kalori, hitunglah panas awal aluminium dengan kalor jenis 0,21 dan suhu akhir 25 º C dengan berat 100 gram.
4. Suatu bejana untuk penguapan mempunyai kemampuan menguapkan 10 ton/jam dengan suhu bahan 25 ˚C. Total padatan bahan 10 % dan susu kental hasil penguapan 60 % dari awal. Suhu titik didih 60 ˚C. Suhu Steam 120 ˚C. Berapa kebutuhan Steam yang diperlukan ? jika KAf = 80 % dan KAp = 60 %

Sukorambi, 13 Nopember 2010
Kepala Sekolah Guru


Drs. Rinoto, M.Si. Mohammad Sholeh
Nip: ................ Nip 131470348