Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Studi ini memperkenalkan sebuah model komprehensif untuk mengoptimalkan kinerja heat pump dryer (HPD) yang digunakan dalam pengeringan limbah makanan di industri pangan, dengan mempertimbangkan aspek energi, eksergi, dan eksergoekonomi. Heat pump dryers dikenal sebagai teknologi yang efisien untuk pengeringan bahan pangan, karena dapat memanfaatkan energi secara optimal dan mengurangi konsumsi energi secara keseluruhan. Oleh karena itu, penelitian ini memberikan kontribusi signifikan dalam memahami faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi operasi HPD dan memberikan panduan bagi penerapan teknologi pengeringan yang lebih hemat energi dan ramah lingkungan.
Penelitian ini memfokuskan pada sejumlah parameter kunci yang mempengaruhi kinerja HPD, termasuk suhu evaporator dan kondensor, kapasitas heat pump, kandungan kelembaban bahan dasar kering dan basah, massa produk, serta jenis refrigeran yang digunakan. Dalam konteks ini, lima refrigeran ramah lingkungan, yaitu R134a, R1234yf, R1234ze, R717, dan R152a, dipertimbangkan sebagai fluida kerja HPD. Penggunaan refrigeran ini penting untuk mengurangi dampak lingkungan, seperti emisi gas rumah kaca, sambil tetap mempertahankan kinerja pengeringan yang optimal.
Hasil studi parametris menunjukkan bahwa suhu evaporator dan kondensor, serta kapasitas heat pump, memiliki pengaruh signifikan terhadap koefisien performa (COP) heat pump, efisiensi eksergi, waktu pengeringan, dan biaya produk kering. Sebagai contoh, suhu evaporator dan kondensor yang optimal ditemukan masing-masing pada 10,32 °C dan 69,68 °C. Pada suhu ini, HPD mencapai keseimbangan optimal antara efisiensi energi dan biaya operasional. Ini menunjukkan bahwa pengaturan suhu yang tepat sangat penting untuk memaksimalkan kinerja sistem.
Penelitian ini juga mengimplementasikan model optimasi multi-objektif menggunakan metode TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) untuk menentukan titik optimal dari sistem berdasarkan empat fungsi objektif: efisiensi COP, efisiensi eksergi, waktu pengeringan, dan biaya produk kering. Metode ini memungkinkan evaluasi komprehensif dari berbagai skenario operasional, sehingga membantu pengambil keputusan dalam memilih kondisi operasi yang paling efisien dan ekonomis.
Dalam analisis refrigeran, R717 menunjukkan kinerja energetik terbaik karena memiliki COP yang lebih tinggi dan efisiensi eksergi yang lebih baik dibandingkan dengan refrigeran lainnya. Namun, R1234yf menawarkan waktu pengeringan terpendek dan biaya pengeringan produk yang paling rendah, menjadikannya pilihan yang ideal untuk aplikasi di mana efisiensi waktu dan biaya menjadi prioritas. Pemilihan refrigeran yang tepat dapat mengoptimalkan kinerja pengeringan sambil mempertimbangkan dampak lingkungan yang minimal.
Temuan penelitian ini menunjukkan bahwa pengembangan model HPD dengan pendekatan energi, eksergi, dan eksergoekonomi dapat memberikan manfaat signifikan dalam meningkatkan efisiensi operasional dan mengurangi biaya operasional. Penggunaan refrigeran ramah lingkungan juga mendukung upaya keberlanjutan dan pengurangan emisi gas rumah kaca, sejalan dengan tuntutan global untuk teknologi yang lebih hijau.
Dengan demikian, penelitian ini menyajikan wawasan yang penting untuk pengembangan dan penerapan teknologi pengeringan yang lebih efisien dan ramah lingkungan di industri pangan. Penerapan hasil studi ini tidak hanya akan meningkatkan kinerja dan efisiensi proses pengeringan, tetapi juga berkontribusi terhadap keberlanjutan industri dengan mengurangi biaya energi dan dampak lingkungan. Model optimasi multi-objektif yang diusulkan juga dapat digunakan sebagai referensi untuk pengembangan teknologi pengeringan lainnya yang lebih canggih dan efisien.
