INVESTIGASI EKSPERIMENTAL CAMPURAN BINER ANTARA POLIETILEN GLICOL (PEG) DENGAN AIR SEBAGAI EUTEKTIK PHASE CHANGE MATERIAL(PCM) DALAM PENYIMPANAN DINGIN PORTABEL
Iqbal Muhammad, Dr. Ir. Hifni Muftar Ariyadi, S.T., M.Sc, IPM; Ir. Indro Pranoto, S.T., M.Eng, Ph.D, IPM
2025 | Tesis | S2 Teknik Mesin
Limbah makanan telah menjadi
masalah global, Food and Agriculture Organization (FAO) melaporkan
kerugian tahunan sebesar 1,3 miliar ton, dimana sekitar 42% terdiri dari
buah-buahan dan sayuran. Kontributor utama terhadap masalah ini adalah
kerusakan akibat rantai pasokan yang berkepanjangan dan inefisiensi distribusi.
Studi ini mengeksplorasi potensi campuran eutektik yang terdiri dari polietilen
glikol (PEG) 600 dan PEG 6000 dengan air sebagai phase change material
(PCM) untuk aplikasi portable cold storage. PCM ini dipilih karena sifat
biodegradabilitas dan food grade-nya.
Campuran eutektik dengan
konsentrasi PEG 10?rat, 20?rat, 30?rat, 40?rat, dan 50?rat dalam
pelarut air disiapkan dan dianalisis kemampuannya untuk mempertahankan suhu
penyimpanan optimal antara -2°C dan 5°C sambil memastikan distribusi suhu
seragam. Selain itu, penelitian ini mengoptimalkan penempatan PCM di sepanjang
dinding penyimpanan untuk meningkatkan efisiensi penyerapan panas.
Temuan menunjukkan bahwa campuran
eutektik yang mengandung 40?rat PEG 6000 memberikan kinerja penyimpanan
paling efektif, mempertahankan kisaran suhu target selama 5,31 jam. Namun
distribusi suhu di dalam penyimpanan tidak seragam, dengan simpangan baku
maksimum 2,24°C. Untuk meningkatkan keseragaman suhu, dua paket PCM air
diperkenalkan untuk menggantikan dua paket campuran eutektik, sehingga
menghasilkan penurunan standar deviasi sebesar 1,74°C. Studi ini menunjukkan
potensi campuran eutektik berbasis PEG untuk meningkatkan kinerja penyimpanan
dingin sekaligus mengatasi tantangan penting dalam pengawetan makanan selama
distribusi.
Food waste has emerged as a global issue, with
the Food and Agriculture Organization (FAO) reporting an annual loss of 1.3
billion tons, of which approximately 42% consists of fruits and vegetables. A
significant contributor to this issue is spoilage during prolonged supply
chains and distribution inefficiencies. This study explores the potential of
eutectic mixtures composed of polyethylene glycol (PEG) 600 and PEG 6000 with
water as phase change materials (PCMs) for portable cold storage applications.
These PCMs were selected due to their biodegradability and food-grade properties.
Eutectic mixtures with PEG concentrations of 10
wt%, 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, and 50 wt% in water solvent were prepared and
analyzed for their ability to sustain optimal storage temperatures between -2°C
and 5°C while ensuring uniform temperature distribution. Additionally, the
study optimized the placement of PCMs along the storage walls to enhance heat
absorption efficiency.
The findings indicate that the eutectic mixture
containing 40 wt% PEG 6000 provides the most effective storage performance,
maintaining the target temperature range for 5.31 hours. However, the
temperature distribution within the storage was non-uniform, with a maximum
standard deviation of 2.24°C. To improve temperature uniformity, two water PCM
packs were introduced to replace two eutectic mixture packs, resulting in a
reduced standard deviation of 1.74°C. This study demonstrates the potential of
PEG-based eutectic mixtures for enhancing cold storage performance while
addressing the critical challenges of food preservation during distribution.
Kata Kunci : Portable cold storage, Phase Change Material (PCM), PEG600, PEG6000
