Analisis Model Matematika Aliran Fluida pada Hidrofluidisasi Edamame Menggunakan Metode Elemen Hingga untuk Mengasah TCK

Abstract

Komputasi dapat digunakan dalam bidang ilmu teknologi pertanian, salah satu diantaranya adalah mengenai pembekuan edamame. Edamame beku sebagai komoditi ekspor yang perlu diperhatikan proses pengolahannya guna menghasilkan edamame beku dengan kualitas unggul sesuai dengan standar luar negeri. Salah satu teknik pembekuan makanan yaitu hidrofluidisasi. Hidrofluidisasi menggunakan sistem sirkulasi dengan memompa cairan pendingin ke atas melalui lubang pelat ke dalam bejana pendingin. Cairan pendingin yang dipompa melalui lubang pelat bejana membutuhkan kecepatan aliran fluida yang tepat dimana kecepatan cairan pendingin di dalam bejana dipengaruhi oleh ukuran diameter lubang pelat bejana. Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui model matematika aliran fluida pada hidrofluidisasi edamame, menyelesaikan model menggunakan metode elemen hingga, menganalisis pengaruh ukuran diameter lubang pelat bejana dan kecepatan awal terhadap kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame, menganalisis pola kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame dan efektivitas metode elemen hingga dalam menganalisis masalah kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame. Langkah-lagkah kegiatan penelitian meliputi penentuan model matematika kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame. Langkah selanjutnya setelah mendapatkan matriks global adalah membuat algoritma dan pemrograman MATLAB. Kemudian melakukan simulasi dengan FLUENT untuk mengetahui pola kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame. Adapun hasil penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Model matematika aliran fluida pada hidrofluidisasi edamame merupakan persamaan yang dinyatakan pada persamaan momentum sebagai berikut. 2. Kecepatan awal yang diberikan mempengaruhi besarnya kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame. Semakin besar kecepatan awal cairan pendingin maka kenaikan kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame semakin besar. 3. Ukuran diameter lubang pelat bejana juga mempengaruhi besarnya peningkatan kecepatan aliran cairan pendingin. Semakin besar diameter lubang pelat bejana maka kenaikan kecepatan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame semakin kecil. 4. Persamaan aliran cairan pendingin pada hidrofluidisasi edamame adalah model yang efektif dalam menyelesaikan pengaruh ukuran diameter lubang pelat bejana dan kecepatan awal cairan pendingin terhadap kecepatan aliran cairan pendingin di dalam bejana didapatkan error relatif 0.0038326 dan 0.002394 dengan tingkat toleransi kesalahan perhitungan 0.01. 5. Cara mengasah kemampuan Technological Content Knowledge (TCK) melalui analisis model matematika aliran fluida pada hidrofluidisasi edamame dengan menggunakan metode elemen hingga yaitu dengan 5 indikator TK (Technological Knowledge) dan 5 indikator CK (Content Knowledge) dengan rentang skor 1-5 pada setiap indikator dan divalidasi oleh 5 validator.