1

CERITA DARI NEGERI ANTAH BARANTAH – MBELGHEDHEZ STORY

SEKLUMIT KRITIK UNTUK ANALISA PEMANFAATAN NITROGEN CAIR SEBAGAI MEDIA PENDINGIN RUANG MUAT

By WJn

Pagi itu Mbelghedhez sedang bersepeda ria mengelilingi perumahan elite di Kawasan Resort Purnama Mulia (Karepmu) negeri Antah Barantah. Kawasan ini berada di tepi pantai (kenapa ditepi pantai karena selama ini yang ditengah pantai belum ada) yang membentang dari timur ke barat sepanjang 2 km.

Hingga tiba-tiba dia mendengarkan percakapan sok ilmiah diantara 2 pemuda,

“Eh elo tau nggak, Bu mantri kelautan kita tuh, Ibu Busi Mesin Otto, lagi pingin bersaing sama mantri kelautan negeri sebelah.” ujar pemuda A

“Bersaing apaan? Banyak-banyakan ngasap?” saut pemuda B

“Bersaing prestasi lah bro !” sungut pemuda A

“Dan kita ketiban sampur nih, dapet tugas!!” lanjut pemuda A

“Tugas apaan?” tanya pemuda B

“Gimana caranya agar ikan yang ditangkap nelayan tetep fresh meski disimpan berhari-hari selama nelayan berlayar hingga kembali ke daratan.” jelas pemuda A

“Di laminating aja bro, hehehe... yaa didinginkan lah.” jawab pemuda B

“Pake apaan? Es batu? Gak ada yang spesial donk” tanya pemuda A

“Es teler aja bro, Hehehe.., gimana klo pake nitrogen cair bro..” usul pemuda B

“Emang elo tau apa tentang nitrogen cair?’ tanya pemuda A

“Dulu pernah minum sih, hehehe..., pernahlah belajar dikit, suhu nitrogen cair itu skitar -196 C, secara logika bro, dengan temperatur segitu bisa lah digunakan sebagai pendingin, tapi sekarang kita tentukan dulu permasalahannya.” Jawab si B

“Okay siiip bro..!” komen si A begitu antusias

“Ini bro rumusan masalahnya..” kata si B

2

Snapshot 1. Rumusan masalah

“Dan ini batasan masalah kita..” ujar si B

Snapshot 2. Batasan masalah

“Berikut tujuan kita bro..” lanjut si B

Snapshot 3. Tujuan

“Dan inilah kira-kira manfaat dari analisa kita ini..” terang si B

3

Snapshot 4. Manfaat

“Oh iya bro, metodologi pengerjaan kita kira-kira seperti inilah..” jelas si B

Snapshot 5. Alur pengerjaan

“Kira-kira beginilah sistem kita dan pengumpulan data nanti..” lanjut si B

4

Snapshot 6. Gambar skematik (terdapat 3 palkah @5000kg ikan)

Snapshot 7. Sistem perpipaan

Snapshot 8. Pengumpulan data

5

“Kenapa tidak dijelaskan atau digambarkan dimana sistem dimulai dan dimana sistem berakhir berikut properti yang sudah dimiliki dan diketahui?” Mbelghedhez mulai terheran-heran dengan konsep berpikir para pemuda ini.

Snapshot 9. Model Palka

“Sekarang kita langsung ke perhitungan beban pendinginan bro..” terang si B (Selanjutnya penulis akan men-snapshot perhitungan-perhitungan yg dilakukan)

Snapshot 10. Perhitungan beban pendingin

6

- Beban Produk

Snapshot 9. Perhitungan beban produk

Snapshot 11. Hasil perhitungan beban produk

- Beban Transmisi

Snapshot 12. Pengertian beban transmisi dan desain jacketed storage

7

Snapshot 13. Konduktivitas termal

Snapshot 14. Rumus beban transmisi

Snapshot 15. Dimensi palka

8

Snapshot 16. Rumus mencari tahanan termal

Snapshot 17. Hasil akhir perhitungan beban transmisi

9

“Udah selesai niih bro perhitungan beban pendinginnya, gampang khan?” ucap si B

“Weh, hebat loe bro...” puji si A

“Heh selesai? Selesai dari Hongkong kah?” batin Mbelghedhez yang menyaksikan pola 2 pemuda ini.

“Bukannya beban total belum dihitung? Kok bisa dibilang selesai? Jelas di perhitungan beban produk tidak disebutkan lama waktu yang dibutuhkan, mestinya dia tentukan dulu waktu yang diperlukan, hingga satuan kedua beban itu bisa sama, kemudian dijumlahkan.” Batin Mbelghedhes sambil mengernyitkan dahi.

- Beban Infiltrasi (Beban ini diabaikan oleh si B)

“Okay bro, sebelum kita lanjutkan, kita hitung dulu volume void space yang ada” Terang si B.

Snapshot 18. Perhitungan volume void space

“Kok sekarang jadi gas? Bukannya di batasan masalah disebutkan bahwa ‘nitrogen cair sebagai refrigeran dialirkan mengelilingi dinding-dinding palka’ kok ini sekarang bilangnya gas?” Mbelghedhez mulai garuk-garuk kepala.

“Kita lanjut dengan konsep kesetimbangan energi bro..” Si B meneruskan penjelasannya.

Snapshot 19. Tentang kesetimbangan energi

10

“Apa maksudnya yaa? Asli aku gak ngerti maksudnya..??” Mbelghedhez makin kebingungan dengan keterangan tersebut, demikian juga penulis yang mengalami gagal paham. Sementara Mbelghedhez masih mencoba memahami keterangan pemuda B, kita akan coba telaah sejenak, semoga penulis tidak tersesat dalam menganalisanya:

1. Teori kesetimbangan energi: Energi tidak bisa dihilangkan, tetapi energi bisa berubah bentuk 2. Teori diatas dianggap bisa menyelesaikan kasus ini 3. Agar teori diatas bisa menyelesaikan kasus ini, maka ada beberapa kondisi yang harus ditetapkan,

yaitu banyaknya es basah yang dibutuhkan. Eng..ing..eng..., kebingungan dimulai dari sini, kok tiba-tiba muncul kata-kata ‘es basah’? Coba lihat di rumusan masalahnya terutama yang pertama dan yang

kedua

4. Sampai disinipun masih cukup sulit untuk mencernanya, apalagi kemudian muncul statemen “...banyaknya es basah yang dibutuhkan.” Bukankah kita hendak me-replace es basah? Kok pake es basah?

5. Selanjutnya kalimat berikut ini semakin membingungkan, “Suhu dingin yang berasal dari pendinginan yang cepat di dapatkan dari es basah. Selain itu, akibat dari pendingan dari es basah maka ada suhu yang berasal dari dinding ruang palkah tersebut.” Ini berarti akibat dari suhu dingin es basah memunculkan suhu yang berasal dari dinding ruang muat, begitukah??? Lebih jelasnya, suhu dingin es basah merupakan sebuah sebab, dan suhu yang berasal dari dinding ruang muat adalah akibat, hhhmmmm... ini sangat aneh, tapi okay lah sementara kita pegang kalimat tersebut yah..

6. Lalu muncul penjelasan tentang suhu yang berasal dari dinding ruang muat tersebut, “Dimana suhu ini berasal dari gas nitrogen cair.” Jika ini dikorelasikan dengan poin nomer 5, maka seolah-olah menjadi, “suhu dingin es basah akan menyebabkan suhu dinding dimana suhu ini berasal dari nitrogen.” Can anyone explain this? Penulis benar-benar gagal paham disini, sedangkan Mbelghedhez masih mengelus-elus jidatnya.

7. Masih pada kalimat, “Dimana suhu ini berasal dari gas nitrogen cair.” Wow apa maksud dari gas nitrogen cair yaa? Apakah kita memanfaatkan nitrogen pada saat 2 fase? Tadi diawal bilangnya cair, lalu berubah menjadi gas, dan kemudian disini disebut kondisi yang susah dimengerti, yaitu gas nitrogen cair.

“Hhhmmmm, benar-benar memusingkan niih, tapi saya cobati amati aja terus keterangan si B ini.” Guman Mbelghedhez.

“Okay bro, seperti yang saya bilang sebelumnya, kita harus cari tahu berapa kebutuhan es basah..” lanjut si B

11

Snapshot 20. Penentuan es basah

“Ohw es basah ini dimaksudkan sebagai pendingin awal begitu yaa.?.” Mbelghedhez membatin.

“Tapi kenapa tidak dijelaskan diawal, dialur pengerjaan?” Guman Mbelghedhez.

“Okay bro, lanjut ke perhitungan suhu dinding ruang muat.” Si B melanjutkan nggedabrusnya.

Snapshot 21a. Suhu dinding ruang muat

12

“Hhmmm terulang lagi kata-kata ‘gas nitrogen cair’, entah apa maksudnya??” Mbelghedhez kembali garuk-garuk kepala

“Itu kalimat ‘Nitrogen cair ini sendiri memiliki suhu pada kondisi adiabatic -195C’ maksudnya apa yaa?” Mbelghedhez semakin pusing.

Snapshot 21b. Suhu dinding ruang muat

“Hhmmm.., lagi-lagi dibilang adiabatic, apakah si B ini mengerti tentang adiabatic?” Guman Mbelghedhez

“Bukannya proses adiabatik itu adalah proses dimana sistem tidak mendapatkan atau tidak kehilangan panas ke lingkungan sekitarnya? Coba kita lihat di manual LN2 Storage dalam hal ini berupa VGL

Snapshot 22. Gas withdrawal (halaman 8 dari liquid cylinder owners manual)

“Sudah jelas bahwa didalam pengambilan gas, VGL akan meng-evaporasi liquid nitrogen dengan menggunakan internal vaporizer, darimanakah sumber panas vaporizer ini? ya jelas dari lingkungan sekitarnya, karena

13

vaporizer menempel di outter vessel. Jadi bagaimana mungkin bisa dikatakan proses yang terjadi adalah adiabatic? Mbelghedez jadi frustrasi.

“Kecuali jika memang yang diambil adalah liquidnya (baca keterangan liquid withdrawal di halaman 16), itu masih mungkin lah kalo diasumsikan adiabatic dahulu.” Mbelghedhez membatin

Snapshot 23. Hasil perhitungan suhu dinding ruang muat

“Nah, ini bro suhu didalam void space nya, beres toh?” jelas si B, penuh percaya diri

“Manstab ente bro...!” puji si A

“Maklum bro, ane kuliah di perguruan tinggi paling top..” sahut si B

“Hhhmmm, sebentar-sebentar.., ditulis disitu Q sebesar 436800 kJ, bukankah itu Q yang dilepas untuk menurunkan suhu ikan dari 30C ke 2C (lihat snapshot 11)? Dan bukan kah itu sudah diatasi dengan menggunakan 1300 kg es basah (lihat snapshot 20)? Bukannya tugas dia sekarang tinggal menjaga suhu ruang muat dari pengaruh lingkungan saja? Kok dihitung lagi?” guman Mbelghedhez namun kali ini sambil menelan panadol

“Sekarang apa bro? Tanya si A

“Masih didalam pembahasan kesetimbangan energi bro, kita hitung suhu rata-rata didalam void space.” Lanjut aksi nggedabrus dari si B

14

Snapshot 24. Hasil perhitungan suhu rata-rata di void space

“Beres khan bro, kita lanjut next step bro...” Ujar si B

“Beres? Ini asumsi apa’an yaa? Pemikiran yang aneh juga..” Mbelghedhez mulai merasa kalo panadol tidak memberi efek apapun terhadap pusingnya.

Baiklah, mari kita telaah satu-satu pemaparan diatas

1. Perhitungan diatas menandakan bahwa dalam waktu satu jam, maka suhu dinding bisa mencapai -5,3C.

Kalimat yang membingungkan itu terulang lagi disini, sekali lagi ini menunjukkan bahwa cicak di dinding diam-diam merayap, eh suhu di dinding merupakan variabel yang menjadi akibat bukan sebab. Padahal secara logika, suhu didalam void space itu lah yang harus dijaga pada kondisi tertentu agar suhu didalam ruang palka tetap terjaga 2C. Artinya, suhu didalam void space seharusnya merupakan sebab, dan suhu di dalam ruang palka adalah akibat. Jadi nanti akan jelas kesimpulan akhirnya kira-kira seperti ini,

“Karena suhu di void space berhasil dijaga pada sekian derajat celcius, maka suhu di ruang muat pun akan tetap terjaga dibawah 2C.”

Jelas khan mana yang akibat dan mana yang sebab. Coba kalo kita pake kalimat si B, nanti kesimpulannya akan begini,

“Karena suhu di ruang muat yang diberi es basah adalah 2C, maka suhu di dinding bisa mencapai -5,3C.”

Hayo kowe ngerti opo ora..? yen aku wis meh mumet iki...

2. Sedangkan suhu rata-rata di dalam void space adalah selisih suhu N2 cair yang berasal dari tabung

dengan suhu dinding yang bersentuhan langsung dengan N2. Ini teori darimana yaa? Didapat dari buku

15

atau jurnal mana? Dan coba di check lagi Nitrogen pada T = -72,35C dan pressure 2 barg, maka kondisi saat itu adalah overcritical bro...

3. Tekanan dalam tabung N2 mencapai 24 bar, sehingga pada tekanan tersebut suhu yang teralirkan mencapai -150C. Wow, ini landasan berpikirnya darimana bro? Sebelum kita melanjutkan kisah cinta yang semakin gak jelas ini, mari kita kenali dulu apa itu VGL.

Vessel Gas Liquid merupakan tempat atau wadah untuk menyimpan fluida cryogenic (dengan suhu yang sangat rendah, hingga skitar -200C) dan berbentuk silinder atau tabung. Selain silinder yang nampak dari luar (outer vessel), didalamnya juga terdapat silinder lagi (inner vessel) yang berfungsi sebagai wadah dari liquid itu sendiri. Diantara inner vessel dan outer vessel diisi oleh insulasi yang berfungsi menahan panas dari lingkungan sekitar. Terdapat beberapa sistem utama didalam VGL:

Yang pertama adalah internal vaporizer, yaitu heat exchanger yang berfungsi untuk merubah liquid ke gas dengan memanfaatkan panas lingkungan. Vaporizer ini menempel pada outer vessel.

Gambar sistem internal vaporizer (generalair.com)

Yang kedua adalah pressure building coil, berfungsi untuk menjamin tekanan gas yang diambil tidak drop pada saat pengambilan yang relatif besar, dengan cara liquid diambil dari bagian bawah kemudian dialirkan melalui vaporizer sehingga berubah menjadi gas lalu gas yang sudah bertekanan tersebut dikembalikan lagi melalui bagian atas.

Gambar pressure building coil (generalair.com)

16

Yang ketiga adalah economizer circuit, berfungsi untuk mengambil gas berlebih yang berada di atas liquid didalam silinder. Gas berlebih ini jika tidak digunakan akan diventing. Pada saat pengambilan gas dan terjadi kelebihan tekanan di area ini, economizer akan mengalirkan gas tersebut langsung ke valve pemakaian gas, sehingga ini bisa membantu untuk menjaga pressure lebih stabil saat pengambilan gas.

Gambar economizer (generalair.com)

Yang keempat adalah gas use valve (valve pemakaian gas), berfungsi sebagai valve untuk pengambilan

gas

Yang kelima adalah liquid withdrawal circuit, yang memungkinkan pengguna untuk mengambil liquid secara langsung.

Gambar liquid withdrawal (generalair.com)

Terakhir adalah safety valve, baik dari sisi liquid maupun gasnya. Selain safety valve, VGL juga dilengkapi dengan bursting disc sebagai pengaman jika seandainya safety valve gagal berfungsi. Kegagalan safety valve berfungsi biasanya diakibatkan oleh membekunya spring akibat suhu dingin nitrogen. Disini, pada pressure sedikit diatas settingan safety valve, bursting disc akan pecah dan merelease kelebihan pressure.

Kembali pada kalimat, ‘tekanan dalam tabung N2 mencapai 24 bar, sehingga pada tekanan tersebut suhu yang teralirkan mencapai -150C’, perlu diketahui bahwa angka 24 barg itu adalah tekanan maksimal gas yang menghuni bagian atas didalam tabung (kelebihan tekanan akan di venting). Tekanan ini digunakan untuk mendorong liquid mengalir menuju ke vaporizer atau pressure building sehingga terjadi perubahan fasa dari liquid ke gas sebelum melewati valve pemakaian gas. Tekanan ini juga digunakan untuk mendorong liquid mengalir ke valve pemakaian liquid jika terjadi pengambilan liquid.

17

Snapshot 25. Liquid withdrawal

“Jelas disebutkan bahwa untuk pengambilan liquid harus dipasang relief valve dan di setting pada 22 psig, dengan keterangan ini mungkinkah pressure liquid mencapai 24 barg?? Kemudian angka -150C ini juga tidak jelas berasal dari mana. Jika yang dimaksud adalah temperatur boiling point pada pressure 24barg, maka jawabannya adalah -154C, jadi darimanakah angka -150C ini muncul?” Mbelghedhez semakin pusing, kali ini panadol kedual ditelannya.

Gambar boiling point nitrogen pada tekanan 24barg

“Okay lanjut bro, apalagi sekarang? Tanya si A

“Masih dalam hukum kesetimbangan energi bro, sekarang kita hitung kecepatan fluida yang keluar dari tabung liquid nitrogen.” Ucap si B

18

Snapshot 26. Perhitungan kecepatan aliran N2 “Jelas sekali si B keliru total dalam memahami VGL, dari keterangan diatas, si B membayangkan VGL berupa pressure vessel yang berisi liquid nitrogen bertekanan 24barg. Dimana pengambilan fluidanya dengan tinggal membuka valve vessel seperti membuka kran air dirumah secara on-off.” Mbelghedhez bener-bener shock kali ini.

19

“Dan jika melihat rumus bernoulli yang dipakai, maka yang dianalisa adalah cairan/liquid nitrogen, benarkah asumsi ini? Mari kita check sejenak: terdapat 2 kondisi disana, yaitu :

a. Kondisi awal P1 = 24barg T1 = -150C (lihat snapshot 24) Pada point ini, jelas sekali jika nitrogen berada pada fase gas dengan density sebesar 112,818 kg/m3.

b. Kondisi akhir P2 = 2barg T1 = -72.35C Dengan density sebesar 3.38 kg/m3, nitrogen berada pada overcritical Lalu kenapa memakai rumus bernoulli untuk fluida cair mas bro? Dan density sebesar 1184.8 itu darimana yaa? Juga dimanakah Rho1 dan Rho2 menghilang?

Kemudian didapat hasil perhitungan kecepatan fluida cair sebesar 61.8 m/s ini adalah benar-benar luar biasa, standard ataupun regulasi apakah yang membolehkan adanya kecepatan fluida cair sebesar itu didalam sistem perpipaan? Jadi kesalahan awal dalam memahami VGL berakibat pada kacaunya analisa ini” Mbelghedhez merasakan bumi mulai berputar, tapi tidak perlu khawatir, karena dari dulu memang bumi berputar.... “Okay bro, setelah kecepatan ketemu, selanjutnya kita hitung pressure drop yang terjadi.” Lanjut si B

20

Snapshot 27. Pressure drop sistem perpipaan

“Selanjutnya adalah perhitungan koefisien perpindahan panas.” Lanjut si B

21

Snapshot 28. Perhitungan koefisien perpindahan panas

22

Setelah merasa nyaris pingsannya, kali ini Mbelghedhez hanya menatap nanar pada 2 pemuda ini...

“Kita hitung perpindahan panas menyeluruhnya bro!.” Lanjut si B

Snapshot 29. Perhitungan perpindahan panas menyeluruh

“Terakhir bro, kita hitung laju aliran massa N2!.” Lanjut si B

23

Snapshot 30. Perhitungan laju aliran massa N2

“Sebentar bro, tadi disebutkan bahwa sistem ini membutuhkan nitrogen dengan aliran sebesar 0,25kg/jam, bener khan bro?” tanya si A “Bener banget lah..!!” jawab si B percaya diri “Berarti mengalir terus yaa? Lha padahal sistemnya tertutup bro, setelah di void space aliran kemana bro?” tanya si A

24

“Yaa berhenti disitu bro.” Jawab si B “Berarti terjadi kenaikan tekanan donk disitu?” tanya si A “Weleh iya bener loe bro, kita kasih aja safety valve bro, di setting 1,1 x tekanan di void space, jadi kita setting safety valve di 2,2 barg bro, beres khan?” terang si B “Tapi bro, apa mungkin terjadi kenaikan tekanan, lha wong pressure di awal discharge VGL aja cuman 2barg bro, masak dititik yang lebih jauh bisa lebih tinggi dari 2barg bro?” si A mencoba memberi pandangan lain

“Hhmmm, iya juga siih, wah gak perlu lah kalo gitu, buang-buang duit aja..” si B pun setuju dengan si A Mbelghedhez yang sedang berada diantara fase liquid dan gas, eh diantara sadar dan tidak masih bisa mengikuti pembicaraan aneh ini, kenapa? Pertama, merujuk pada standard dan regulasi manakah yang meniadakan safety valve untuk sistem seperti ini? Kedua, bukankah terjadi perbedaan suhu yang cukup besar antara fluida didalam pipa, termasuk void space, dengan udara sekitar, dan itu sangat memungkinkan terjadi kenaikan temperatur didalam pipa, kenaikan temperatur jelas akan menaikkan tekanan didalamnya. Bagaimana mungkin kenaikan tekanan dianggap hal yang tidak mungkin terjadi? Ini gas mas bro, bukan air yang keluar dari pompa, dimana pressure di titik yang jauh hampir tidak mungkin lebih besar daripada pressure di titik terdekat dengan discharge pompa.. Perhitungan delta enthalpi yang memunculkan angka enthalpi 1 sebesar 277,21 kJ/kg itu juga darimana, kok tiba-tiba muncul angka tersebut? Selanjutnya, karena disini yang diambil adalah gas dengan mengevaporasi liquid terlebih dahulu, maka sungguh telah terjadi perpindahan panas di dalam vaporizer antara LN2 dengan udara sekitar. Secara logika, semakin cepat aliran LN2 yang mengalir, maka semakin rendah delta T yang terjadi, benar khan? Jadi untuk mendapatkan gas nitrogen yang masih dingin dibutuhkan aliran yang lebih banyak, dan ini sudah dijelaskan oleh vendor VGL dengan sebuah kurva. Kurva ini memang tidak persis mewakili seluruh tipe dan merk VGL, namun sudah sepatutnya buat peneliti untuk berpegang pada data yang sudah ada daripada membuat asumsi yang jauh dari fakta. Jadi sebaiknya menggunakan VGL yang sudah lengkap datanya, daripada menggunakan VGL dengan data yang kurang lengkap, lalu membuat asumsi dan perhitungan yang entah apa dasarnya.

Gambar vaporizer performance graph – (TW 288 – Taylor Wharton)

25

Lebih lanjut, dijelaskan bahwa dibutuhkan laju aliran massa N2 sebesar 0,25kg/jam, pada kondisi normal (NTP) 0,25kg/jam N2 itu setara dengan 0,2 Nm3/h (1 kg N2 sama dengan 0,8 Nm3). Dilihat dari vaporizer performance graph, maka untuk pengambilan N2 sebanyak 0,2 Nm3/h jelas suhu yang keluar setara

dengan suhu lingkungan, jadi dengan suhu segitu bagaimana bisa berfungsi sebagai pendingin yaa? Semakin jelas sekarang, bahwa perhitungan dan analisa yang dilakukan oleh kedua pemuda sangat keliru dan menjauhi fakta.

Dengan langkah gontai, Mbelghedhez pun pergi dengan mengayuh sepedanya, sambil mencoba mencerna dan merunut jalan pikiran pemuda B tadi:

1. Kita menginginkan suhu didalam ruang muat tetap berada di kisaran 2C (ini merupakan tujuan utama), dimana massa ikan disitu sebesar 5000kg, suhu awal badan ikan 30C, temperatur luar 32C

2. Untuk menurunkan suhu 5000kg ikan dari 30C ke 2C, maka kalor yang harus dilepas (yang disebut beban produk) adalah sebesar 436800kJ, dan belakangan diketahui waktu yang diinginkan agar suhu ikan turun hingga 2C adalah 3600 detik atau selama 1 jam

3. Selain beban produk, terdapat beban transmisi sebagai akibat pengaruh suhu lingkungan, dimana beban transmisi ini sebesar 6,64 Watt.

4. Point nomer 2 dilakukan dengan menggunakan penambahan es basah sebesar 1300kg. Penambahan es basah ini menjadikan suhu ikan turun hingga sebesar 2C dalam waktu 1 jam.

5. Untuk menjaga suhu ruang muat tetap pada 2C, maka dibuatlah void space yang mengelililingi ruang muat, kecuali bagian bawah, dimana void space ini akan dialiri nitrogen dengan suhu tertentu sehingga berfungsi untuk mengisolasi ruang muat dari pengaruh suhu lingkungan dan sekaligus sebagai pendingin ruang muat.

6. Didalam tugasnya mendinginkan ruang muat, maka perlu dilakukan perhitungan suhu maksimal di void space tersebut, artinya suhu di void space dijaga dibawah titik tertentu agar suhu ruang muat ‘bebas’ dari pengaruh suhu lingkungan sehingga tidak melebihi 2C.

7. Perhitungan suhu maksimal di void space yang di lakukan ternyata berdasarkan beban untuk menurunkan suhu ikan dari 30C menjadi 2C, dimana tugas ini sebetulnya sudah dilakukan oleh 1300kg es basah. Jadi terjadi double calculation disini. Mestinya yang dilakukan adalah bagaimana menjaga suhu di void space dari pengaruh suhu lingkungan agar ruang muat tetap 2C, bukan untuk menurunkan suhu tubuh ikan dari 30C ke 2C.

8. Beban transmisi yang sudah dihitung, menjadi tidak jelas digunakan untuk apa. Perhitungan tersebut terhenti begitu saja dan tidak dijelaskan cara untuk mengatasi beban transmisi ini. Lalu untuk apakah perhitungan beban ini dilakukan? Dan poin 7 dan 8 tersebut merupakan awal indikasi ketidakjelasan analisa ini. Kemudian Mbelghedhez mencoba menerka-nerka maksud dan alur untuk perhitungan-perhitungan yang dilakukan setelah tahapan tadi. Selanjutnya, diluar perhitungan pressure drop, muncul perhitungan:

a. Suhu rata-rata di void space dan kecepatan aliran nitrogen b. Koefisien konveksi dari aliran nitrogen, dimana input dalam perhitungan ini adalah hasil dari

poin a. Dan di dalam perhitungan ini jelas menunjukkan bahwa di void space nitrogen tidak diam, akan tetapi dia mengalir.

c. Perpindahan panas menyeluruh d. Laju aliran masa nitrogen yang diperlukan sehubungan dengan perpindahan panas yang

terjadi. Well, okay kita coba telaah satu per satu “Nnnndheeeezzzz...!!!” terdengar teriakan seseorang kepada Mbelghedhez “Oeee...!! sahut Mbelghedhez setelah melihat yang memanggilnya ternyata teman seperjuangan dulu, Dargombez.

26

“Gimana kabarnya? Lama niih kita gak ketemu.” Tanya Dargombez “Iyah terang aja sudah lama bro, lha wong penulisnya lagi jarang nulis kisah kita..” Sungut Mbelghedhez menyindir penulis. Hehehe...khan nggapleki tenan arek iki. “Ada apa kok kelihatan kayak orang gak punya duit aja?” tanya Dargombez “Ayo ngobrol sambil ngopi-ngopi dulu lah, biar gak salah paham bro..” ucap Dargombez

Lalu sambil menyeruput kopi lanang produk PTPN berceritalah Mbelghedhez tentang pembicaraan kedua pemuda tadi secara panjang lebar maupun tinggi. “Hmmmm...., terus gimana harusnya Ndez?” tanya Dargombez Kemudian Mbelghedhez menceritakan 8 poin diatas, lalu meneruskannya....

9. Suhu rata-rata di void space dihitung berdasarkan selisih antara suhu yang keluar dari VGL dengan suhu di dinding void space lalu di bagi 2. Well, ini konsep yang entah didapat dari planet mana. Tapi sebelum kita lanjutkan, seharus ditentukan terlebih dahulu pada fase apa kita akan mengalirkan nitrogen ini ke void space, fase liquid kah? atau fase gas? Pada keterangan sebelumnya tidak jelas pada fase apa nitrogen ini dialirkan, diawal dikatakan nitrogen cair, lalu sudah dievaporasi jadi gas, hingga muncul istilah gas nitrogen cair. Perlu diketahui, bahwa VGL ini bisa diambil gasnya dan juga bisa diambil liquidnya. Yang manakah yang akan diambil?

“Menurutmu yang mana lho Ndez..” Dargombez balik tanya

“Yang apabila dipandang menyenangkan lah..” jawab Mbelghedhez

Jika yang dialirkan adalah liquid nitrogen (LN2), maka beberapa hal yang perlu diperhatikan:

- Material, mengingat suhu yang sangat rendah, -196C. - Insulasi, kegagalan dalam menginsulasi sistem akan megakibatkan LN2 dengan

cepat terevaporasi, dan hal itu berarti akan terjadi perubahan tekanan yang sangat besar. 1 liter LN2 jika terevaporasi pada kondisi NTP maka dia akan mengembang menjadi sekitar 650 kali lipat volume awal. Bisa di bayangkan pressure yang dihasilkan jika volume tempatnya tetap sedangkan dia mengembang hingga 650 kali lipat. Hal ini juga akan kembali pada perhatian tentang material, dan tentu saja aneh jika ada yang mengatakan safety valve tidak diperlukan. Jadi mungkinkah kita mengambil liquidnya dan membiarkan terevaporasi didalam sistem perpipaan ini?

- Dengan adanya kewajiban menginsulasi sistem ini, maka akan menjadikan nitrogen masih sangat dingin ketika sampai pada void space, bisa saja terjadi aliran 2 fase saat itu. Dan dijelaskan sebelumnya bahwa yang menjadi batas antara void space dengan

27

ruang muat adalah dinding aluminum yang memiliki penghantar yang baik. Maka akan terjadi 2 hal disini, yaitu LN2 didalam void space kembali akan terevaporasi akibat pengaruh suhu dari ruang muat dan ini akan berakibat pada kenaikan pressure yang besar, disisi lain dinding ruang muat menjadi sangat dingin dan berpotensi terjadi frostbite bagi yang memegang/menyentuhnya. Kondisi terakhir ini sangat berbahaya, karena luka akibat frostbite lebih parah daripada luka bakar. Dinginnya dinding ruang muat akan menjadikan uap air yang berada di udara sekitarnya akan membeku.

- Jadi, yakinkah yang diambil adalah LN2?

Jika yang dialirkan adalah gas nitrogen (GN2) maka filosofinya sebagai berikut:

- Sebagaimana yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa proses pengambilan gas bermula dari pembentukan pressure oleh gas nitrogen yang berada di bagian atas VGL, lalu mendorong liquid untuk memasuki internal vaporizer sehingga liquid berubah wujud menjadi gas dan mengalir melewati gas use valve. Karena konsepnya demikian, maka semakin cepat atau semakin banyak liquid yang mengalir melalui internal vaporizer maka delta T atau perubahan suhu yang terjadi pada nitrogen menjadi rendah meskipun secara wujud sudah berubah menjadi gas, sebagaimana yang sudah dijelaskan oleh vendor VGL didalam ‘vaporizer performace graph. Disitu digambarkan untuk mengambil GN2 dengan suhu keluaran yang diharapkan masih dibawah 0C, maka paling tidak laju alirannya minimal sebesar 8 Nm3/h, dimana maksimal kapasitas VGL untuk continuous flow rates adalah 11.8 Nm3/h atau 450 scfh (lihat snapshot 22)

- Dengan apakah kita mengambil gas tersebut? Telah disebutkan dalam manual book halaman 14

Snapshot 31. Koneksi dan cara pengambilan gas

diperlukan pressure regulator N2 dengan standard connection-nya CGA 580. Sekilas tentang standard koneksi untuk tabung/VGL yang berbeda-beda antara jenis gas yang satu dengan gas yang lain, hal ini dimaksudkan supaya tidak terjadi kekeliruan pengisian/pengambilan tabung/VGL, sehingga tabung/VGL oksigen tidak bisa diisi dengan nitrogen, demikian juga sebaliknya. Bisa dibayangkan jika koneksinya sama, maka peluang terjadi kekeliruan pengisian/pengambilan akan sangat besar. Tabung oksigen bisa diisi dengan nitrogen ataupun sebaliknya. Seandainya ada industri welding yang membutuhkan oksigen lalu dikirim tabung oksigen namun isinya

28

nitrogen, maka sangat memungkinkan jika anda dilempar dengan tabung tersebut oleh si welder, atau ada Rumah Sakit yang pasiennya membutuhkan oksigen lalu dikirim tabung oksigen namun ternyata isinya nitrogen, dalam hitungan detik anda telah berhasil berpartisipasi aktif membunuh pasien dengan sangat sukses. Demikian juga seandainya ada industri yang menggunakan furnace, lalu ada tahapan pendinginan yang menggunakan nitrogen, kemudian anda kirim tabung nitrogen namun isinya oksigen, maka bukan pendinginan yang didapat tapi sebaliknya, dan anda bisa dicari untuk dijadikan bahan bakar furnace-nya sekalian. Jadi itulah sebagian kecil alasan kenapa konektor masing-masing tabung atau VGL memiliki bentuk yang berbeda agar hanya bisa diisi oleh gas yang memang hanya peruntukannya.

- Dari keterangan diatas, yang kita butuhkan adalah sebuah regulator yang mengakomodasi pressure downstream sebesar 2barg dan flow sebesar 8 Nm3/h. Artinya kita harus memilih regulator dengan nilai CV yang memenuhi kebutuhan yang ada.

- Untuk meyakinkan besaran flow yang mengalir, sebaiknya dipasang flow control beserta flowmeternya.

- Aliran gas dari VGL akan dibiarkan mengisi void space hingga pressure di semua titik menjadi 2barg.

- Sesuai dengan berjalannya waktu, maka suhu didalam void space tetap saja akan naik sebagai pengaruh suhu lingkungan, dan ini berarti pressure juga akan naik.

- Suhu di void space harus kembali diturunkan dengan mengalirkan GN2 dari VGL - Untuk mengalirkan GN2 dari VGL, maka GN2 yang berada di void space harus

direlease agar pressure tetap terjaga di 2barg - Harus ada upaya untuk me-matching-kan jumlah aliran gas dari VGL agar tetap

dingin, dengan releasing pressure di void space sebagai akibat kenaikan suhu di void space. Apakah hanya mengandalkan relief valve ataukah juga menggunakan control valve untuk melakukan gas venting.

- Demikian kejadian tersebut berulang.

Nah, bagaimanakah konsep yang diusung oleh si pemuda B? Aku ra ngerti....

10. Perhitungan kecepatan aliran LN2 menghasilkan angka yang mencengangkan dunia persilatan, mengalahkan Gin-Kang/Qinggong yang dimiliki oleh pendekar Rajawali sekalipun, 61.8 m/s. Entah standard planet mana yang mengijinkan kecepatan fluida cair sebesar itu didalam sistem perpipaan. Pada perhitungan sebelumnya dijelaskan tentang properti nitrogen pada suhu -150 dengan pressure 24barg, ini artinya nitrogen saat itu pada fase gas, namun jika melihat rumus bernoulli yang digunakan maka itu jelas rumus untuk fluida cair, jadi piye jal??? ra weruh gan...

11. Pehitungan koefisien konveksi yang dilakukan jelas karena mengasumsikan nitrogen mengalir sepanjang waktu, namun kenyataannya aliran akan terhenti di void space. Asumsi yang jelas bertentangan dengan kondisi yang ada, bagaimana mungkin bisa dipakai?

12. Perhitungan selanjutnya tidak perlu dibahas.

Ditulis oleh WJn di bulan Nopember 2014 di Tulangan – Sidoarjo

Kisah diatas memang fiktif, namun semua permasalahan teknik dan diskusi yang ada diangkat dari kisah nyata dengan sedikit modifikasi oleh penulis. Tidak ada maksud dari penulis untuk menyinggung

29

pihak-pihak tertentu. Mohon maaf jika ada pihak-pihak yang tidak berkenan dengan tulisan ini, setiap keberatan semoga didasarkan atas kaidah ilmiah. Tulisan ini didasarkan niat baik penulis untuk

mengingatkan semua pihak agar kembali kepada kaidah ilmiah yang benar dan bertanggung jawab terhadap apa yang ditulisnya, terutama didalam format formal.

Siapakah WJn?

WJn hanyalah seorang engineer jalanan yang menganut paham martial art dibidang engineering. Lebih dari 13 tahun berkecimpung di dunia perpipaan, dan 9 tahun di bidang industrial gas dan liquefaction. Pernah mengemban amanah menjadi engineering manager disebuah perusahaan industrial gases and liquefaction selama beberapa tahun sebelum akhirnya memutuskan untuk hengkang dan mendirikan padepokan sendiri.

WJn lahir di bulan Juni 1978 di sebuah kota kecil di Jawa Timur. Senang berdiskusi masalah engineering dan tidak menyukai masalah politik.