Friday, December 1, 2006

Curriculum Vitae

CURRICULUM VITAE

Nama : Dr.-Ing. Ir. Nandy Putra
NIP : 132 128 630
Tempat/tgl Lahir : Palembang, 25 Oktober 1970
Alamat Kantor : Laboratorium Perpindahan Kalor
Departemen Teknik Mesin FTUI
Telp. 7270032 ext 202
Fax. 7270033
Email : nandyputra@eng.ui.ac.id
Gol/Pangkat : III-d / Lektor Kepala


Pendidikan
1989 - 1994 : Sarjana Teknik Mesin
Depatemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Final project: Design and Testing of Aerofilt
1998 - 2002 : Doctor in Heat Transfer
The University of Federal Armed Forces, Hamburg, Germany
Doctor Thesis: Heat transfer in dispersed material


Pengalaman Kerja

Juni 1994-sekarang : Staf Pengajar Tetap Departemen Teknik Mesin FTUI
Subjects: Perpindahan Kalor Dan Massa, Mesin Konversi Energi, Alat Penukar Kalor, Desain Penelitian
1995 -1996 : Asisten Ketua Jurusan III bidang kemahasiswaan
1996 -1997 : Asisten Ketua Jurusan I bidang Pendidikan
2003 - 2004 : Sekretaris Departemen Teknik Mesin FTUI
2004 - sekarang : Wakil Ketua Departemen bidang Non Akademik
2004 - sekarang : Kepala Lab Perpindahan Kalor FTUI
2004 – 2005 : Ketua Pelaksana Program SP4-DTM FTUI
2006- sekarang : Wakil Direktur Program PHK A3 DTM FTUI


Award / Grant
1995 SPP/DPP LPUI Research Fund
Rancang bangun alat Aerasi dan Filtrasi (Peneliti Utama)

1998-2002 Beasiswa dari DAAD untuk studi di Jerman

2003 Torai Foundation Research Fund
Investigation on Force Convection of Nanofluid (Peneliti Utama)

2003 Hibah Pasca Research Fund
Nano Teknologi : Pengembangan Nanofluida sebagai fluida kerja alternative. (Peneliti Utama)

2004 Hibah Penelitian Departemen Teknik Mesin
Pengembangan dan Karakterisasi Termal Alat uji Koefisien Perpindahan kalor koveksi (Peneliti Utama)

2005 Dosen Berprestasi III Universitas Indonesia

2006 Hibah Bersaing Research Fund
Pengembangan Vaccine Box dengan berbasis Elemen Peltier sebagai Pompa Kalor (Peneliti Utama)

2006 Hibah Penelitian PHK A3 DTM FTUI
Pengembagan Adsorber pada system pembuatan es dengan system adsorbsi untuk kapal nelayan dengan memanfaatkan panas buang mesin diesel (Anggota Peneliti)

2006 Penghargaan Republik Indonesia Satya Lencana Karya Satya X

2006 Beasiswa DAAD Program Reinvitasi Univ Duisburg Essen Germany (1 July-31 Agustus 2006)


Publikasi :

Nandy Putra, Amry D Hidayat, Nasruddin, Karakteristik Unjuk Kerja Penukar kalor Double Shell pada sistem aur conditioniner Water Heater, Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 27 Juni 2006. ISBN 979-99266-1-0

Nandy Putra, Uji Unjuk Kerja Kotak Vaksin berbasis Elemen Peltier Ganda, Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 27 Juni 2006. ISBN 979-99266-1-0

Nandy Putra, Dian Mardiana, Muliyanto, Kinerja Alat Penukar Kalor pada Air Conditoner Water Heater, Prosiding Seminar Nasional Efisiensi dan Konservasi Energi (FISERGI) 2005, 12 Desember 2005, ISSN 1907-0063, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia.

Nandy Putra, Haryo Tedjo, RA Koestoer, Pemanfaatan Elemen Peltier Bertingkat dua pada aplikasi Kotak Vaksin, Prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin IV, 21-22 November 2005, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Udayana, Bali, Indonesia.

Nandy Putra, Syahrial Maulana, Danardono AS, RA Koestoer, Pengukuran Koefisien Perpindahan kalor konveksi Fluida Air bersuspensi Nano Partikel (Al2O3) pada Fintube Heat Exchanger, Jurnal Teknologi, Edisi No2. Tahun XIX, Juni 2005, ISSN 0215-1685

Nandy Putra, Syahrial Maulana, Danardono AS, Menentukan Koefisien Perpindahan Kalor Menentukan Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi Paksa dengan Menggunakan Metode Wilson Plot , Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 25 Mei 2005. ISBN 979-99266-1-0

Nandy Putra, Tri Jayadi, RA Koestoer, Perbandingan Koefisien Perpindahan Kalor Kondensasi Tetes Pada Plat Kondenser Permukaan Rata dan Beralur, Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 25 Mei 2005. ISBN 979-99266-1-0

Nandy Putra, Fred S. Noviar, Hery Wijaya, RA. Koestoer, Kenaikan Koefisien Perpindahan Kalor Kondensasi Film Pada Kondenser Silinder Vertikal Dengan Nanofluida Al2O3 – Air sebagai Fluida Pendingin, Jurnal Teknologi, Edisi No1. Tahun XIX, Maret 2005, ISSN 0215-1685

Nandy Putra, Pattas P. Siregar, RA Koestoer, Pengembangan “VACCINE CARRIER” dengan memanfaatkan efek Peltier, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin III, 6-7 Desember 2004, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Hasannudin Makasar Indonesia

Raldi Artono Koestoer, Nandy Putra, Iwan Setyawan, Perpindahan Kalor Konveksi Paksa dari Nanofluida pada Pipa Horizontal dengan Fluks Kalor Konstan, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin III, 6-7 Desember 2004, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Hasannudin Makasar Indonesia

11. Rezza Prayogi, Nandy Putra, Gandjar Kiswanto, Pengembangan Perangkat Lunak Disain Termal Indirect Evaporative Cooler dan Air Cooled Heat Exchanger , Seminar Nasional Teknologi & Aplikasi Piping Engineering, 9 September 2004, ISBN : 979-98888-0-8, KPTU Fak Teknik UGM, Yogyakarta, Indonesia

Nandy Putra, P.M.A. Suryawan, V Harcya, Danardono, Development and Characterization of a Convection Heat Transfer Coefficient Apparatus, The 7th International Conference Quality in Research 2004, 4-5 Agustus 2004. Universitas Indonesia, Jakarta Indonesia.

Nandy Putra, A Suryawijayanto, Y Tanuwijaya, II Hakim, The Measurement of Heat Transfer Coefficient of Nanofluids with Plate Heat Exchanger, The 7th International Conference Quality in Research 2004, 4-5 Agustus 2004. Universitas Indonesia, Jakarta Indonesia.

Nandy Putra, Imansyah, H Noviandra, R Adiprana, Measurement of Heat Transfer Coefficient of Ice Slurry with Plate Heat Excahnger, The 7th International Conference Quality in Research 2004, 4-5 Agustus 2004. Universitas Indonesia, Jakarta Indonesia.

Das SK, Nandy Putra, Kabelac S, An Experimental Investigation of Pool Boiling on Narrow Horizontal Tubes, Experimental Heat Transfer, 17, 2004, pp 131-146

Nandy Putra, R Ferky, RA Koestoer, Peningkatan Koefisien Perpindahan kalor Konveksi dari Nanofluida Al2O3-Air, Jurnal Teknologi, Edisi No 2. Tahun XVIII, Juni 2004.

Nandy Putra, Pengujian Eksperimen Didih Kolam Pada Pipa Pemanas Horizontal Berdiameter Kecil dengan Air sebagai Fluida Kerja, Jurnal Teknologi, Edisi No1. Tahun XVIII, Maret 2004.

Nandy Putra, Adhi Saputra, Fiqi Tresandhi, Pengukuran konduktivitas kalor batubara dengan metode Line – Source Technique Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 2003, 15-16 Desember 2003, Universitas Andalas, Padang Indonesia.

Nandy Putra, Hamdy, Wanda A Akbar, Measurement of effective thermal conductivity of cereal by using transient hot wire method, The International Conference on Fluid and Thermal Energy Conversion 2003, Dec.7-11, 2003, Bali Indonesia.

Nandy Putra, Volume Concentration and Temperature Dependence of Thermal Diffusivity of Fluid Containing Al2O3 Nanoparticles, 21st Conference of the Asean Federation of Engineering Organizations (CAFEO-21), Yogyakarta, Indonesia 22-23 October 2003.

Nandy Putra, W. Roetzel, Sarit K.Das, Natural Convection of Nano-Fluids, Journal Heat and Mass Transfer, Vol.39, Numbers 8-9, 2003, pp. 775-784.

Sarit K Das, Nandy Putra, Wilfried Roetzel, Pool Boiling of Nano-Fluids on Horizontal Narrow Tubes, Intl. Journal of Multiphase Flow, 29, 2003, pp. 1237 – 1247.

Sarit K. Das, Nandy Putra, Peter Thiesen, W..Roetzel, Temperature Dependence of Thermal Conductivity Enhancement for Nanofluids, ASME Journal Heat Transfer Vol. 125, 2003, pp. 567- 574.

Wilfried Roetzel, Nandy Putra, Sarit K.Das, Experiments and Analysis for Non-Fourier Conduction in Materials with Non-Homogeneous Inner Structure, International Journal of Thermal Sciences, 42, 2003 pp. 541-552

Nandy Putra, Menentukan Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi dari Nanofluida dengan korelasi Dittus Boelter, Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 13 Mei 2003.

Sarit K. Das, Nandy Putra, Wilfried Roetzel, Pool Boiling Characteristic of Nanofluids, Int. Journal of Heat and Mass Transfer 46, 2003, pp. 851-862

Nandy Putra, Pengukuran sifat-sifat termal dari nano fluida Al2O3-air dan CuO air, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin 2002, October 2002 ITS Surabaya.

Sarit K Das, Nandy Putra, Wilfried Roetzel, Pool Boiling of Nano-Fluids on Horizontal Narrow Tubes,IIR Conference Commission B1: Thermophysical Properties and Transfer Processes, October 3-5, 2001, Paderborn, Germany.

Nandy Putra, Danandono AS, RA. Koetoer, Yanuar, Konduksi Kalor Hiperbolik : Menentukan Nilai Thermal Diffusivitas, Waktu Thermal Relaksai dan Thermal Konduktivitas menggunakan Temperatur Osilasi, Jurnal Teknologi. Edisi No.1 Tahun XV, Maret 2001, Hal. 26-34.

Nandy Putra, Mathematical Analysis of Temperature Oscillation on Semi-Infinite Body for determination of the thermo physical properties of material, Proceedings of 5th Indonesian Student’s Scientific Meeting: pp. 361-364 2000, ISSN 0855-8692, October 6th-7th, 2000, Paris, France.

Nandy Putra, Danardono AS., Mathematical Analysis of Angstrom Methods on Semi-Infinite Body and Its experimental application for determination of the thermophysical properties of material, Proceedings of the 2000 FTUI Seminar Quality in Research, ISSN 1411-1284, August 30-31, 2000, Jakarta.

Nandy Putra, W Roetzel, R.A. Koestoer, Simultaneous measurement of thermal diffusivity and thermal conductivity coefficient of wood using temperature oscillation method, International Conference on Fluid and thermal energy conversion, July 2-6. 2000, Bandung, Indonesian

Nandy Putra, RA. Koestoer, Danardono AS., Pengukuran Koefisien Thermal Diffusivity dan Konduktivitas Kayu menggunakan Methode Temperatur Osilasi, Jurnal Teknologi. Edisi No.4 Tahun XIII, Desember 1999, Hal. 359-364.

R.A. Koestoer, Nandy S, 1997, Heat Transfer Coefficient and dropwise condensation on Vertical Condenser, Fluid and Thermal Energy Conversion 1997, July 21 - 24 1997, Yogyakarta Indonesia.

R.A. Koestoer, Nandy S, Heat Transfer Correlation for combination R11, R123 and Water in Nucleate Pool Boiling Region with a Copper Heater, Fluid and Thermal Energy Conversion 1997, July 21 - 24 1997, Yogyakarta Indonesia

RA Koestoer, Nandy S, Imansyah, Determination of Thermal fully Developed Region of Flow In Tube Using Experimental Method The 14th Conference of ASEAN Federation of Engineering Organisation, November 25-27, 1996, Malaysia.

RA. Koestoer, Architrandi, Nandy Setiadi, Visualisation of Bubble Growth in Nucleate Pool Boiling of Water with Copper Heater, Regional Symposium Of Chemical Engineers 7 - 9 October 1996, Jakarta - Indonesia

RA. Koestoer, S Nandy , IH Imansyah, Thermodynamic Analysis of A Cogeneration System From An Energy Conservation Perspective, TIEES - 96 First Ttabzon International Energy and Environment Symposium, July 29 - 31, 1996, Trabzon-Turkey.

RA Koestoer,M. Edwin, Nandy Setiadi, Heat Transfer In Nucleate Pool Boiling Region With Experimental Combination R11, R123 Versus Copper, 9th International Symposium on Transport Phenomena in Thermal - Fluid Engineering (ISTP 9), 25- 28 Juni 1996, Singapore


Imansyah, RA Koestoer, Nandy S, Thermal Conductivity Measurement of the Local Material to Conserve Building Energy, The 13th Conference of ASEAN Federation of Engineering Organisation, October 8-11, 1995, Bandung-Indonesia.

RA Koestoer, Edwin Legi, Nandy Setiadi, Isothermal Curve Determination In Water To Air Concentric Tube Exchanger Using Finite Difference Method, ASME Computer Conference September 1995, BOSTON USA .

Buku :
1 RA. Koestoer, Nandy Putra, 2004, Fenomena Pendidihan, Departemen Teknik Mesin,Jakarta, ISBN : 979-97726-3-X

2 Nandy Putra, Heat Transfer in Dispersed Media, 2002, Shaker Verlag, Aachen Germany, ISBN : 3-8322-0429-6

3 RA. Koestoer, Nandy Putra, Dewi R, Perpindahan Kalor secara Radiasi, 1998, FTUI, Jakarta, ISBN : 979-8427-07-6

4 RA.Koestor, Yulianto SN, Iwan Masri, Martino, Nandy, Studi tentang Batubara Indonesia, Potensi, Teknologi, dan Prospek Pemanfaatannya, FTUI, Jakarta, ISBN 979-8427-04-1

Kotak Vaksin

KOTAK VACCINE UNTUK DAERAH PEDALAMAN

Nandy Putra
Laboratorium Perpindahan Kalor
Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Kampus Baru UI Depok
E-mail : nandyputra@eng.ui.ac.id


Abstrak
Imunisasi sangat penting untuk masa depan anak-anak Indonesia, karena dapat mencegah penularan penyakit dan infeksi dengan cara meningkatkan kekebalan tubuh. Untuk mendukung Pekan Imunisasi Nasional (PIN) khususnya di daerah terpencil yang sulit dijangkau, Laboratorium Perpindahan Kalor DTM-FTUI telah mengembangkan vaccine carrier atau alat pembawa vaksin yang menggunakan peltier elemen ganda sebagai pompa kalor dan heatsink-fan sebagai pendingin sisi panas peltier untuk menjaga temperatur ruang vaksin pada kisaran temperatur hidup vaksin polio ( 2 – 8 oC ). Pengembangan yang dilakukan pada penelitian ini adalah merancang dan membuat vaccine carrier agar mudah dibawa, memiliki estetika, bobot yang ringan, dan hemat energi dengan tetap memiliki kemampuan pendinginan yang baik. Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka tetap digunakan peltier ganda sebagai pompa kalor solid. Acrylic digunakan sebagai bahan casing dan polyurethane sebagai isolator ruang pendingin vaksin. Penelitian ini juga memiliki tujuan untuk mengetahui unjuk kerja vaccine carrier. Dari pengujian yang telah dilakukan, didapat hasil penting bahwa vaccine carrier dengan peltier ganda berpendingin udara mampu mendinginkan ruang vaksin hingga dibawah 8 oC dalam waktu 10 menit, dengan konsumsi energi 24 Watt.

1. Pendahuluan

Indonesia berupaya melakukan penghapusan penyakit dan infeksi menular pada generasi balita sejak tahun 1995 dengan melaksanakan Pekan Imunisasi Nasional. Pemberian imunisasi tersebut sangat penting untuk masa depan anak-anak Indonesia, karena dengan imunisasi pada usia balita, dapat mencegah penyakit dan infeksi yang menular dengan cara meningkatkan kekebalan tubuh [1]. Kendala dalam kegiatan imunisasi di Indonesia adalah menjaga rantai dingin dari pabrik pembuat vaksin sampai saat kegiatan imunisasi dilaksanakan. Rantai dingin atau cold chain adalah suatu prosedur dan perangkat yang digunakan dalam pengiriman atau penyimpanan vaksin mulai dari pabrik pembuatnya sampai saat vaksin diberikan kepada sasaran [2]. Manfaat rantai dingin adalah untuk memperkecil kesalahan penanganan vaksin dengan tujuan memastikan keadaan vaksin yang baik sampai saat digunakan dengan cara menjaga vaksin pada suhu dingin yang ditetapkan, misal vaksin polio harus disimpan pada kisaran temperatur 2 – 8 oC [2]. Kendala terberat muncul ketika harus membawa vaksin ke daerah-daerah terpencil yang belum memiliki infrastruktur utama seperti jalan masuk kendaraan bermotor dan jaringan listrik untuk menjalankan lemari pendingin. Untuk membantu mengatasi permasalahan ini, Laboratorium Perpindahan Kalor DTM-FTUI telah mengembangkan prototipe vaccine carrier dengan menggunakan elemen peltier.[3,4,5].
Penelitian ini merupakan lanjutan pengembangan dari penelitian sebelumnya yang menggunakan sistem pendingin air sebagai pendingin sisi panas peltier, sedangkan pada penelitian ini tetap digunakan elemen peltier yang disusun bertingkat sebagai pompa kalor dan mengganti sistem pendingin air dengan heatsink-fan sebagai pendingin sisi panas peltier. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja vaccine carrier dengan menggunakan heatsink-fan dan membandingkannya dengan unjuk kerja prototype vaccine carrier sebelumnya .

2. Prototipe Vaccine Carrier III dengan Heatsink-Fan sebagai Pendingin Sisi Panas Peltier

Pada Tabel 1 memperlihatkan tahapan pengembangan vaccine carrier yang telah dilakukan di laboratorium Perpindahan kalor DTM FTUI . Hasil pengembangan sampai dengan Prototipe II menunjukan bahwa Peltier Elemen dapat digunakan sebagai pompa kalor untuk aplikasi penyimpan vaksin. Akan tetapi desain yang dihasilkan dan perlatan pendukungnya belum cukup optimal untuk dijadikan produk jadi dan siap diapliaksikan di lapangan. Pada pengembangan Prototipe III dilakukan perubahan total terhadap desain yang meliputi material kotak vaksin, volume ruang vaksin, peletakan elemen peltier dan medium udara digunakan sebagai media pendingin bagian sisi panas peltier elemen.

Elemen peltier telah banyak digunakan sebagai aplikasi pendinginan [6,7]. Dari penelitian sebelumnya [3,4,5] bahwa pendingin termoelektrik sangat sesuai digunakan pada vaccine carrier karena merupakan alat pompa kalor yang berbentuk solid (solid-state heat pump). Berbentuk solid artinya alat ini tidak menggunakan refrigeran sebagai media perpindahan kalor, oleh karena itu termoelektrik memiliki bentuk yang ringkas dan ramah lingkungan. Prinsip kerja termoelektrik ini adalah berdasarkan pada efek Peltier. Pada efek ini disebutkan bahwa dari dua kawat material berbeda (kawat termokopel) di mana masing-masing ujung kawat material membentuk sambungan satu sama lainnya yang apabila diberi perbedaan tegangan, akan menghasilkan perbedaan temperatur. Perbedaan temperatur yang dihasilkan ini sebanding dengan jumlah arus searah yang dialirkan sehingga nantinya akan ada sambungan yang menyerap kalor dan ada sambungan yang melepaskan kalor [8].
Sebuah modul termoelektrik tersusun dari pasangan-pasangan balok semikonduktor (thermocouple) berbahan Bismuth Telluride yang telah dikotori (doped). Semikonduktor Tipe-N telah dikotori oleh bahan-bahan yang memberikan elektron tambahan, sehingga jumlah elektronnya menjadi berlebih.

Sebaliknya pada semikonduktor Tipe-P dikotori bahan-bahan yang mengurangi jumlah elektron, sehingga terdapat lubang-lubang (holes) yang nantinya akan menerima elektron dari Tipe-N. Ketika terjadi beda potensial, elektron-elektron yang mengalir dari semikonduktor tipe-P ke tipe-N akan menyerap energi kalor dari sisi dingin. Ketika elektron-elektron mengalir dari semikonduktor tipe-N ke tipe-P akan dilepaskan energi kalor ke sisi panas [8]. Sehingga daerah di sekitar sambungan dingin akan menjadi dingin dan daerah di sekitar sambungan panas harus diberikan alat penukar kalor agar modul tidak rusak akibat overheating.
Pengembangan yang dilakukan pada penelitian ini adalah merancang dan membuat vaccine carrier agar mudah dibawa, memiliki estetika, bobot yang ringan, dan hemat energi dengan tetap memiliki kemampuan pendinginan yang baik. Untuk memenuhi persyaratan tersebut maka tetap digunakan peltier ganda sebagai pompa kalor solid. Acrylic digunakan sebagai bahan casing dan polyurethane sebagai isolator ruang pendingin vaksin. Untuk mendinginkan sisi panas peltier digunakan heatsink alumunium dengan fan yang berfungsi meningkatkan laju perpindahan kalor karena adanya fenomena konveksi paksa.

Gambar 2 memperlihatkan desain vaccine carrier yang dikembangkan, sisi dingin peltier ganda dipasang pada bagian samping ruang pendingin vaksin dengan dihubungkan oleh bracket. Sementara sisi panasnya dihubungkan dengan heat sink dan fan untuk menjaga agar temperatur pada sisi panas peltier tetap pada temperatur yang ditetapkan. Kemudian di sisi samping peltier diberikan insulasi yang terbuat dari lembaran neoprene untuk mengurangi kondensasi dari udara yang terjebak di sela-sela alat. Volume ruang vaksin kurang lebih 0.27 liter yang diperkirakan mampu menampung 4 botol kecil/ampul vaksin.

3 Skema alat uji
Pada gambar 3 dapat dilihat skema alat uji yang digunakan untuk menguji kinerja prototipe vaccine carrier. Parameter utama pada pengujian ini adalah temperatur sehingga pada prototipe dipasang beberapa termokopel tipe K antara lain pada ruang pendingin vaksin, pada sisi panas dan dingin peltier elemen, temperatur udara pendingin pada lubang ventilasi masuk dan keluar. Untuk mempermudah pengukuran temperatur maka keseluruhan termokopel disambung ke data akusisi yang sudah terkoneksi dengan komputer. Dua unit power supply yang terpisah dari alat digunakan untuk mengatur tegangan dan arus yang masuk ke elemen peltier dan fan.

4. Hasil dan Analisa Pengujian

Pengujian pada prototipe vaccine carrier dilakukan dengan beberapa macam variasi. Adapun pengujian-pengujian dan variasi-variasi pengujian yang dilakukan antara lain
- Pengujian dengan variasi daya input yang diberikan pada elemen peltier.
- Pengujian variasi material ruang vaksin yang digunakan.
- Pengujian daya tahan alat dengan penambahan icepack dan vaksin.

4.1 Pengujian dengan Variasi Daya Input yang Diberikan Pada Elemen Peltier

Variasi daya dilakukan untuk mendapatkan daya yang optimal untuk mendinginkan ruang vaksin dengan beban kosong. Adapun variasi daya yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a) Sekitar 24 Watt, dengan nilai tegangan 12 V dan arus 2 A
b) Sekitar 28 Watt, dengan nilai tegangan 13,7 V dan arus 2,1 A
c) Sekitar 32 Watt, dengan nilai tegangan 14,5 V dan arus 2,2 A

4.2.Pengujian dengan Variasi Material Ruang Vaksin

Variasi material yang diuji adalah Stainless Steel dengan Alumunium. Variasi material ini dilakukan karena sulitnya mencari bahan alumunium eceran di pasar, sehingga ingin diketahui bahan alternatif yang memberikan kinerja pendinginan yang baik dan mudah dicari di pasar, yaitu stainless steel. Pengujian dilakukan dengan kondisi tanpa beban memperlihatkan perbedaan waktu pendinginan ruang vaksin antara kedua variasi material ruang vaksin yang digunakan.
Hasil yang ditunjukkan memperlihatkan bahwa alumunium dapat mencapai temperatur sekitar 7.5 oC dengan waktu 10 menit, sedangkan pada stainless steel dapat mencapai temperatur sekitar 7.5 oC dalam waktu 25 menit, dengan kata lain waktu pendinginan alumunium 150% lebih cepat dibanding stainless steel. Ini menunjukkan bahwa alumunium memberikan laju perpindahan kalor yang sangat baik pada kinerja vaccine carrier walaupun materialnya sulit dibeli dalam eceran, namun itu tidak menjadi masalah apabila alat ini jadi diproduksi massal.

Hal penting yang perlu diketahui adalah nilai konduktivitas termal aluminum jauh lebih besar dibanding stainless steel. Aluminium Alloy 195 memiliki k sebesar 168 W/m.K sementara stainless steel AISI 347 memiliki k hanya sebesar 14,2 W/m.K [9] atau bisa dikatakan konduktivitas termal alumunium sekitar 12 kali lebih besar dibanding stainless steel dan ini memiliki pengaruh yang sangat signifikan pada kinerja pendinginan alat.

4.3 Efek penggunaan Icepack di dalam Vaccine Box
Ide penggunaan produk icepack adalah untuk membantu mempercepat proses pendinginan di dalam ruang vaksin, karena icepack dapat menyerap kalor di dalam ruang vaksin. [5]. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui daya tahan elemen peltier dan pengaruh icepack jika dalam suatu perjalanan power supply tiba-tiba berhenti karena kehabisan daya atau kerusakan power supply system.
Pengujian memperlihatkan bahwa uji daya tahan alat dengan penambahan icepack dan dengan beban mendinginkan 4 ampul vaksin yang telah didinginkan hingga temperatur 3 oC. icepack dan vaksin bertemperatur 3 oC dimasukkan setelah ruang pendingin vaksin mencapai suhu 5 oC pada menit ke-13. Setelah itu temperatur ruang vaksin dan icepack turun bersama-sama hingga temperatur ruang vaksin mencapai dibawah 0 oC kira-kira pada menit ke-75. Trend penurunan temperatur icepack disini menunjukkan bahwa pada temperatur ruang 5 oC icepack telah melepaskan kalor ke ruang vaksin dan temperaturnya ikut turun bersamaan dengan turunnya temperatur ruang vaksin.
Setelah mencapai temperatur terendah dari menit ke-75 hingga menit ke-85, temperatur ruang vaksin stabil pada kisaran 2-3 oC sampai pada menit ke-195 saat daya dimatikan. Hal ini menunjukkan bahwa laju perpindahan kalor ( q ) dari ruang vaksin ke sisi dingin peltier dan dari sisi panas peltier ke heatsink saat itu berada dalam keadaan steady, dimana perbedaan temperatur terhadap waktu sangat kecil.
Ketika daya input dihentikan pada menit ke-195, icepack hanya mampu mempertahankan temperatur ruang vaksin dibawah 8 oC selama 10 menit. Dari data tersebut maka diperkirakan sistem isolasi pada vaccine carrier belum cukup mampu menahan aliran kalor yang masuk ke dalam ruang vaksin dari luar vaccine box karena perbedaan temperatur yang cukup tinggi. Berat Icepack yang hanya 50 gram tidak sebanding dengan jumlah kalor yang harus diserap ole icepack.

4.4 Perbandingan hasil pengujian antara Prototipe II dan Prototipe III
Untuk membandingkan kinerja kedua prototipe, digunakan data yang merupakan kondisi optimal untuk masing-masing alat. Tabel 2 dan 3 menunjukkan kondisi pengujian pada masing-masing prototype. Dengan kondisi tersebut, dapat dilihat pada gambar 8, kinerja pendinginan tanpa beban terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan ruang vaksin hingga dibawah 8 oC. Fenomena yang terjadi adalah prototype III dengan berpendingin udara pada sisi panas elemen peltier dapat mencapai temperatur ruang vaksin 7.5 oC selama 9 menit (540 detik), sementara prototype II baru mencapai temperatur sekitar 10 oC selama 9 menit.


6. KESIMPULAN
Dari serangkaian pengujian dengan menggunakan elemen peltier bertingkat dua dan heatsink-fan sebagai pendingin sisi panas peltier dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut.
1. Vaccine carrier dengan peltier ganda sebagai pompa kalor (solid-state heat pump) dan heatsink-fan sebagai pendingin sisi panas peltier sangat efektif mendinginkan ruang vaksin hingga dibawah temperatur 8 oC.
2. Elemen peltier bertingkat dua pada vaccine carrier berpendingin udara ini bekerja optimal pada daya input 24 Watt dan penggunaan alumunium sebagai material ruang pendingin vaksin memberikan kinerja pendinginan yang sangat baik.
3. Pemakaian icepack sebesar 50 gram hanya dapat menjaga temperatur ruang vaksin dibawah 8 oC selama 10 menit sejak suplai daya dihentikan.

7. Ucapan Terima Kasih

Penelitian ini dibiayai oleh “Program Penelitian Hibah Bersaing, DIKTI 2006”, untuk itu penulis sangat berterima kasih atas dukungan dana yang diberikan.

8. Daftar Acuan

[1] ”Program Imunisasi dan Pengembangan Vaksin”, Jakarta : World Health Organization – Indonesia, 2002
[2] “Modul Pelatihan Petugas Imunisasi”, Jakarta : Departemen Kesehatan R.I., 1997
[3] Nandy Putra, Pattas P. Siregar, RA Koestoer, Pengembangan “VACCINE CARRIER” dengan memanfaatkan efek Peltier, Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin III, 6-7 Desember 2004, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Hasannudin Makasar Indonesia
[4] Nandy Putra, Haryo Tedjo, RA Koestoer, Pemanfaatan Elemen Peltier Bertingkat dua pada aplikasi Kotak Vaksin, Prosiding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin IV, 21-22 November 2005, ISBN 979-97158-0-6, Universitas Udayana, Bali, Indonesia
[5] Nandy Putra, Uji Unjuk Kerja Kotak Vaksin berbasis Elemen Peltier Ganda, Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Universitas Gajah Mada Yogyakarta, 27 Juni 2006. ISBN 979-99266-1-
[6] Martin, Yose, “Kajian Eksperimental Penggunaan Elemen Peltier untuk Pendingin Ruangan”, Depok : Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2002.
[7] RA Koestoer, M Faradhy, Analisa kerja Pendinginan dan Pemanasan Delta Box Berbasis Elemen Peltier sebagai Pompa Kalor, Jurnal Poros 2005
[8] Goodfrey, Sara, ”An Introduction to Thermoelectric Coolers”, Trenton : Melcor Corporation, 2000
[9] Incopera, Frank P., Dewitt, David P., “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, New York, Fifth Edition: John Wiley and Sons, 2002.