ANALISIS DISTRIBUSI SUHU DAN KELEMBABAN UDARA DALAM RUMAH JAMUR (KUMBUNG) MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

ANISUM, Dr. Ir. Nursigit Bintoro, M.Sc.

2015 | Tesis | S2 Teknik Pertanian

Jamur memiliki kelebihan dibandingkan dengan bahan makanan lainnya, yaitu gizinya yang tinggi dan cita rasanya yang lezat. Pada musim penghujan pertumbuhan jamur sangat baik karena suhunya rendah, namun pada musim kemarau pertumbuhan jamur terhambat karena kelembaban rendah dan suhu udara tinggi. Salah satu upaya untuk mengoptimalkan suhu dan kelembaban udara di dalam rumah jamur dengan menggunakan pendingin penguap (evaporative cooler). Analisis dengan Computational Fluid Dynamics (CFD) mampu memodelkan distribusi suhu dan kelembaban udara, serta pola pergerakan udara di dalam rumah jamur. Penelitian ini bertujuan menganalisis distribusi suhu dan kelembaban udara pada rumah jamur dengan tiga variasi perlakuan, yaitu kondisi bangunan tanpa bantuan alat mekanis (ventilasi alamiah) pada tanggal 9 April 2014, kondisi bangunan dengan pendingin penguap (evaporative cooler) menggunakan air pada tanggal 25 April 2014 dan kondisi bangunan dengan pendingin penguap (evaporative cooler) menggunakan air dingin pada tanggal 5 Mei 2014, serta melakukan validasi antara hasil pengukuran dengan perhitungan hasil Computational Fluid Dynamics (CFD). Dari tiga variasi perlakuan dalam rumah jamur (P=3 m, L=2 m, T=3 m) akan dikaji pendistribusian suhu dan kelembaban udara pada pukul 08:00; 12:00; 17:00 WIB dengan menggunakan software gambit 2.4.6 untuk pembuatan geometri dan proses meshing dan fluent 6.3. untuk analisis dan perhitungan model rumah jamur. Hasil CFD pada ketiga perlakuan terhadap rumah jamur menunjukkan bahwa adanya perbedaan suhu dan kelembaban udara dalam rumah jamur pada bangunan kontrol (ventilasi alamiah) dengan bangunan menggunakan evaporative cooler, baik dengan air maupun dengan air dingin. Pada bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air, suhu dan kelembaban udara mampu diturunkan sebesar ±0,23oC dan RH ±2% (pukul 08:00); ±1oC dan RH ±5,1% (pukul 12:00); ±0,24oC dan RH ±10,1% (pukul 17:00). Sedangkan pada kondisi bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dingin, suhu dan kelembaban udara mampu diturunkan sebesar ±0,43oC dan RH ±4,64% (pukul 08:00); ±2,12oC dan RH ±10,44% (pukul 12:00); ±1,6oC dan RH ±10,88% (pukul 17:00). Pada bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dingin, suhu maksimal (pukul 12:00) yang dicapai sebesar 29,29oC. Hal ini menunjukkan bahwa proses evaporative cooling ini mampu menurunkan suhu udara dan menaikkan RH udara walaupun penurunannya kecil dan bisa diterapkan pada budidaya tanam jamur tiram yang membutuhkan suhu rendah dan kelembaban udara tinggi. Validasi distribusi suhu udara dilakukan dengan cara membandingkan suhu udara hasil pengukuran dengan suhu udara hasil CFD. Hasil validasi distribusi suhu udara dalam rumah jamur menunjukkan kecenderungan hasil CFD mendekati hasil pengukuran dengan nilai error yang rendah, yaitu rata-rata 1,11% pada bangunan kontrol, 1,89% pada bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dan 2,1% pada bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dingin. Sedangkan Validasi kelembaban udara dalam rumah jamur dilakukan dengan membandingkan RH ukur dengan RH hitung menggunakan CFD. Secara umum terdapat kecenderungan yang sama antara RH ukur dengan RH hasil perhitungan menggunakan CFD. Perbedaan secara umum dinyatakan dalam nilai error rata-rata 1,54% pada bangunan kontrol, 2,15% pada bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dan 1,67% pada bangunan dengan evaporative cooler dengan menggunakan air dingin. Hasil simulasi distribusi suhu pada ke tiga perlakuan yang diberikan pada rumah jamur menunjukkan bahwa bangunan dengan evaporative cooler menggunakan air dingin mampu menurunkan suhu udara dan meningkatkan kelembaban udara dalam rumah jamur dan memiliki hasil yang seragam dengan pola aliran udara yang terjadi dari inlet menuju outlet. Kata kunci : Computational Fluid Dynamics (CFD), jamur tiram, rumah tanaman (kumbung), ventilasi alamiah, evaporative cooler

Mushrooms have advantages compared with other food ingredients, namely a high nutritional and taste delicious. In the rainy season the growth of the fungus is very good because the temperature is low but in the dry season fungal growth stunted because of low humidity and high temperature. One effort to optimize the temperature and humidity in the mushroom house using evaporative cooler. Analysis of the Computational Fluid Dynamics (CFD) is able to model the distribution of temperature and humidity, and air movement patterns in the mushroom house. This study aims to analyze distribution of temperature and humidity in the mushroom house with three variations of treatment, the condition of the building without the aid of mechanical devices (natural ventilation) on April 9, 2014, the condition of the building with the evaporative cooler using the water on 25 April, 2014 and the condition of the building with the evaporative cooler, and condition of the building with the evaporative cooler using cold water on May 5, 2014 and validate the results of measurements with the calculation results of Computational Fluid Dynamics (CFD). Of the three treatment variations in mushroom houses (l = 3 m, w = 2 m, t = 3 m) will be assessed the distribution of temperature and humidity of air at 08:00; 12:00; 17:00 pm using software gambit 2.4.6 for the manufacture of geometry and meshing process using fluent 6.3. for analysis and calculation models mushroom house. CFD results in all three treatment of mushroom houses showed that the differences in temperature and humidity in the mushroom house building control (natural ventilation) to make use of the building building using evaporative cooler, either with water or with cold water. In building with evaporative cooler use water, temperature and humidity are able reduced by ±0,23oC and ±2% humidity (08:00); ±1oC and ±5,1% humidity (12:00); 0,24oC and ±10,1% humidity (17:00). While the condition of the building with evaporative cooler uses cold water, temperature and humidity able lowered by ±0,43oC and ±4,64% humidity (08:00); 2,12oC and ±10,44% humidity (12:00); 1,6oC and ±10,88% humidity (17:00). In buildings with evaporative cooler uses cold water, maximum temperature (12:00) achieved by 29,29oC. This indicates that the evaporative cooling process is able to lower and raise the temperature of air RH although the decline is small and can be applied to the cultivation of oyster mushrooms growing which requires low temperatures and high humidity. Validation of air temperature distribution is done by comparing the results of measurements of air temperature and the temperature of CFD results. The results validate the temperature distribution within the mushroom houses showed a tendency to approach the CFD results measurement results with a low error rate, i.e an average of 1,11% in the control building, 1,89% in building with evaporative cooler use water and 2,1% in building with evaporative cooler using cold water. While Validation humidity in the mushroom houses is done by comparing the measure with humidity calculated using CFD. In general there is a similar trend between humidity measurement with the results of calculations using CFD. The difference is generally expressed in terms of average error 1,54% in the control building, 2,15% in building with evaporative cooler using water and 1.67% in building with evaporative cooler with cold water. The simulation results on the temperature distribution into three treatment accorded to the mushroom houses showed that buildings with evaporative cooler using cold water is able to lower the air temperature and increase the moisture in the mushroom house and have a uniform results with air flow patterns that occur from the inlet to the outlet. Key words : Computational Fluid Dynamics (CFD), oyster mushrooms, mushroom house, natural ventilation, evaporative cooler

Kata Kunci : Computational Fluid Dynamics (CFD), jamur tiram, rumah tanaman (kumbung), ventilasi alamiah, evaporative cooler; Computational Fluid Dynamics (CFD), oyster mushrooms, mushroom house, natural