Sejarah Teknologi Refrigerasi

Sejarah teknologi refrigerasi (sistem pendingin) berkembang sejalan dengan perkembangan peradaban manusia di daerah sub-tropis. Secara alami, manusia yang tinggal di sub-tropis menyadari bahwa produk makanannya mudah rusak faktanya dapat disimpan lebih lama dan lebih baik saat musim dingin daripada musim panas. Kesadaran inilah yang menunjukan manusia pada saat itu untuk mulai menggunakan natural ice / es alami untuk memperpanjang umur simpan makanan yang mudah rusak. Bahkan di daerah dengan kelembaban rendah, seperti Timur Tengah, sejarah pendinginan dimulai dengan penguapan, yaitu dengan menggantung tikar basah di depan pintu yang terbuka untuk mengurangi panas udara dalam ruangan.

Sejarah teknologi refrigerasi adalah perjalanan luar biasa yang telah membawa kita dari zaman es batu hingga era cold storage industri modern yang kita nikmati saat ini. Ini adalah kisah tentang bagaimana manusia selalu berusaha untuk mengatasi permasalahan panas dan menjaga bahan berharga tetap segar.

Zaman dahulu, orang telah menemukan cara-cara sederhana untuk mengatasi panas. Orang Romawi dan Cina adalah contoh pertama yang menggunakan es dan salju sebagai sumber pendinginan alami untuk menghadapi musim panas yang terik. Mereka menyimpan es dan salju di dalam lubang bawah tanah yang diisolasi dengan baik agar tetap beku lebih lama. Meskipun sederhana, inovasi ini adalah langkah awal dalam evolusi teknologi pendinginan.

Orang Mesir kuno juga memiliki solusi mereka sendiri untuk mengatasi panas. Mereka meletakkan bejana air di atas atap rumah mereka pada malam hari. Air ini kemudian menguap selama malam, menghasilkan pendinginan alami yang membantu mendinginkan rumah mereka. Ini adalah bukti bagaimana manusia pertama kali mulai menggunakan prinsip evaporasi untuk menciptakan pendinginan.

Namun, kemajuan sejati dalam teknologi refrigerasi dimulai pada abad ke-18. Seorang penemu Skotlandia bernama William Cullen dianggap sebagai pelopor dalam eksperimen refrigerasi. Pada tahun 1748, Cullen berhasil menggambarkan bagaimana pendinginan dapat dicapai dengan menguapkan cairan di bawah tekanan rendah. Meskipun penemuan ini belum memiliki aplikasi praktis pada saat itu, itu adalah langkah pertama dalam perjalanan panjang menuju mesin pendingin modern.

Kemudian, pada tahun 1805, seorang penemu Amerika bernama Oliver Evans merancang mesin pendingin yang menggunakan kompresi uap. Ini adalah tonggak sejarah dalam perkembangan teknologi refrigerasi. Mesin Evans menggunakan siklus kompresi dan dekompresi uap untuk menghasilkan pendinginan. Namun, mesin ini masih besar dan rumit.

Puncak evolusi refrigerasi datang pada tahun 1850 ketika seorang penemu Prancis bernama Ferdinand Carré mengembangkan mesin pendingin yang menggunakan amonia sebagai refrigeran. Mesin Carré adalah yang pertama yang praktis dan dapat digunakan secara luas dalam aplikasi industri. Ini adalah langkah penting dalam sejarah pendinginan industri dan juga menjadi dasar bagi perkembangan mesin pendingin modern.

Pada tahun 1876, seorang insinyur Jerman bernama Carl von Linde menciptakan mesin pendingin yang menggunakan siklus kompresi uap amonia. Ini adalah mesin pendingin pertama yang dapat diproduksi secara massal dan digunakan di berbagai industri. Mesin ini membuka jalan bagi perkembangan cold storage industri yang kita kenal saat ini.

Teknologi refrigerasi terus berkembang seiring berjalannya waktu. Refrigeran yang lebih aman dan efisien ditemukan, dan desain mesin pendingin semakin ditingkatkan. Hal ini memungkinkan industri makanan, farmasi, dan berbagai sektor lainnya untuk memiliki cold storage yang lebih canggih dan efisien.

Hari ini, cold storage industri adalah bagian integral dari rantai pasokan makanan dan produk farmasi. Mereka memungkinkan kita untuk menjaga produk-produk ini tetap segar dan aman untuk dikonsumsi. Ini adalah bukti nyata bagaimana teknologi refrigerasi telah mengubah dunia kita dan memberikan dampak positif yang besar pada kehidupan kita sehari-hari. Dalam sejarah yang panjang dan penuh tantangan, teknologi refrigerasi tetap menjadi salah satu pencapaian terbesar manusia dalam upaya menjaga kesejukan dan keamanan produk kita.

Sejarah pertama teknologi refrigerasi dimulai pada abad XV Leonardo da Vinci sudah mendesign mesin evaporator berukuran jumbo. Walaupun demikian adanya mesin pendingin sesederhana itu didedikasikan untuk istrinya Beatrice d'Este, Duke of Milan (Pita). Mesin dengan roda besar, yang ditempatkan di luar kastil, dan digerakan menggunakan tenaga air (kadang-kadang dibantu oleh budak) dengan katup yang membuka dan menutup secara otomatis untuk menarik udara ke dalam drum di tengah roda. Udara yang telah dibersihkan di roda ditarik keluar melalui pipa kecil dan dialirkan ke dalam ruangan.

Perkembangan lebih lanjut dalam teknik pendinginan (refrigeration system) masih terjadi secara tak sengaja / kebetulan sahaja, yaitu penggunaan larutan garam berair untuk mendapatkan suhu yang lebih rendah. Menurut catatan Ibnu Abi Usaibia, seorang penulis Arab, penggunaan larutan garam air ini dilakukan di India sekitar abad IV. Jenis garam yang digunakan dalam larutan tersebut adalah kalium nitrat, yang sudah dicatat oleh seorang dokter Italia bernama Zimara pada tahun 1530 dan seorang dokter Spanyol Blas Villafranca pada tahun 1550. Fenomena pencampuran garam dalam salju untuk memperoleh suhu yang lebih rendah baru aja dijelaskan oleh Battista Porta pada tahun 1589 dan Trancredo pada tahun 1607.

Teknik pendinginan mulai berkembang pesat secara akademis sejak abad XVII, dimulai dari penelitian refleksi melalui efek panas dan sejuk yang dikerjakan oleh Robert Boyle (1627-1691) di Inggris serta Mikhail Lomonossov (1711-1765) di Uni Sovyet. Selanjutnya penelitian termometrik yang diprakarsai oleh Galileo dikembangkan diteruskan oleh Guillaume Amontons (1663-1705) di Perancis, Isaac Newton (1642-1727) di Inggris, Daniel Fahrenheit (1686-1736) seorang Jerman yang bekerja di Inggris dan Belanda, René de Réaumur ( 1683-1757 di Prancis dan Anders Celsius (1701-1744) di Swedia. Tiga ilmuwan terakhir adalah penemu skala ukur temperature, dan masing-masing jeneng mereka dipatenkan pada skala ukur, yaitu Fahrenheit, Réaumur dan Celsius. Setelah Anders Celsius menemukan termometer skala centesimal pada tahun 1742 di Swedia, disepakati bahwa sistem skala yang digunakan dalam Sistem Internasional adalah Celsius (°C).

Pada permulaan abad XVIII, William Cullen (1710-1790) menginvention turunan temperatur saat etil eter menguap. Cullen, faktanya, pada tahun 1755 berhasil mendapatkan es dengan menguapkan air dalam labu uap. Murid dan penerus Cullen, seorang Skotlandia yang bernama Joseph Black (1728-1799) berhasil menjelaskan arti panas dan suhu, sehingga ia sering dianggap sebagai inventor kalorimetri. Hal ini akhirnya dikembangkan dengan sangat baik oleh ilmuwan Perancis, seperti Pierre Simon de Laplace (1749-1827), Pierre Dulong (1785-1838), Alexis Petit (1791-1820), Nicolas Clément-Desormes (1778-1841) dan Victor Regnault (1810-1878).

Pengembangan Teknik Refrigerasi Sistem Kompresi Uap / Kompresor

Narasi Sadi Carnot (1796-1832), seorang Perancis yang sangat terkenal pada tahun 1824 menjadi ilham bagi banyak penelitian yang dilakukan tentang berbagai konsep termodinamika dan sistem pendingin / refrigerasi, antara lain James Prescot Joule (Inggris, 1818-1889), Julios von Mayer (Jerman). , 1814-1878), Herman von Helmholtz (Jerman, 1821-1894), Rudolph Clausius (Jerman, 1822-1888), Ludwig Boltzmann (Austria, 1844-1906), dan William Thomson (Lord Kelvin, Inggris, 18724). )

Penemuan tersebut di atas menjadi permulaan yang sangat berharga dalam sejarah penciptaan mesin pendingin (cold room). Perkembangan ini bermula dengan mechine refrigerasi mekanikal, selepas seorang Amerika bernama Oliver Evans (1755-1819) dapat menerangkan putaran refrigerasi kompresi uap. Pada tahun 1835, seorang lagi warga Amerika yang bekerja di England iaitu Jacob Perkins (1766-1849) berjaya mendapatkan paten untuk ciptaannya iaitu mesin refrigeration yang berfungsi berdasarkan iklus kompresi uap .

Bendalir kerja (pendingin) yang digunakan oleh Perkins dalam mesin pendingin ialah etil eter. James Harrison (1816-1893), seorang warga Scotland yang berpindah ke Australia, berjaya membuat mesin pendingin yang boleh berfungsi dengan baik pada skala industri. Mesin tersebut telah dipatenkan oleh Harrison pada tahun 1855, 1856, dan 1857. Mesin pendinginan Harrison, yang dikeluarkan di England, masih menggunakan etil eter sebagai cecair kerja, dan mampu menghasilkan kedua-dua ais dan larutan pendingin (pendingin kedua).

Dengan penciptaan mesin pendinginan sistem kompresi uap / kompresor, terdapat perkembangan pesat dalam penciptaan pendingin. Charles Tellier (1828-1913), seorang Perancis, memperkenalkan penggunaan dimetil eter sebagai pendingin. Pada tahun 1862, Tellier juga menyiasat penggunaan ammonia (NH3) sebagai pendingin, walaupun penggunaannya yang meluas pada skala industri hanya dimungkinkan oleh Carl von Linde dari Jerman (1842-1934). Bahan pendingin ammonia masih digunakan secara meluas sehingga kini, terutamanya dalam industri pembekuan makanan.

Thaddeus Lowe (1832-1913) mula menggunakan karbon dioksida (CO2) sebagai pendingin. Walaupun ia telah ditinggalkan, penggunaan karbon dioksida baru-baru ini telah dibangunkan semula sebagai pendingin mesra alam. Sulfur dioksida (SO2) mula-mula digunakan sebagai pendingin oleh ahli fizik Switzerland Raoul Pierre Pictet (1846-1929), tetapi tidak digunakan sejurus sebelum Perang Dunia II. Metil-klorida (Ch3Cl) juga digunakan oleh orang Perancis C. Vincent sebagai pendingin pada tahun 1878, walaupun ia hilang daripada peredaran pada tahun 1960-an.

Berdasarkan hasil penyelidikan Swarts yang dijalankan dalam tempoh 1893-1907 di Ghent, pasukan penyelidik di Frigidaire Corporation di Amerika, diketuai oleh Thomas Midgley berjaya membangunkan bahan pendingin fluoro-karbon yang pertama pada tahun 1930. Bahan pendingin fluoro-karbon dianggap sebagai pendingin selamat kerana ia tidak toksik dan tidak mudah terbakar. Bahan pendingin CFC (chloro-fluoro-carbon) yang pertama, iaitu R12 (CF2Cl2) telah dikeluarkan ke pasaran pada tahun 1931, diikuti dengan bahan pendingin HCFC (hydro-chloro-fluoro-carbon) yang pertama, iaitu R22 (CHF2Cl) pada tahun 1934. 1961 , campuran azeotropik pertama, iaitu R502 (R22/R115), telah diperkenalkan ke pasaran sebagai bahan pendingin.

Pendingin CFC, terutamanya R12, dianggap sebagai bahan yang sangat istimewa sebagai cecair kerja enjin pendinginan sistem mampatan wap, sehingga pemenang Nobel dari Amerika (FS Rowland dan MJ Molina) menerbitkan hasil penyelidikan mereka pada tahun 1974. Rowland dan Molina membuat kesimpulan bahawa klorin yang dikeluarkan oleh bahan halogenasi hidrokarbon menyebabkan kemusnahan lapisan ozon di angkasa. Sebagai tindak balas kepada penemuan ini, pada tahun 1987 Protokol Montreal telah dipersetujui mengenai larangan penggunaan bahan yang berbahaya kepada lapisan ozon.

Bahan pendingin CFC dan HCFC termasuk dalam kategori bahan pemusnah ozon, jadi penggunaannya sebagai pendingin juga dilarang. Sebaliknya, disyorkan untuk menggunakan HFC (hydro-fluoro-carbon), iaitu pendingin yang berhalogen tetapi tidak berklorin. Walau bagaimanapun, pendingin HFC, kedua-duanya tulen (R134a) dan campurannya (R410A, R407A, R404A, dll.), juga menyebabkan kesan alam sekitar, iaitu pemanasan global. Dalam Protokol Kyoto, yang ditandatangani pada 11 Disember 1997, pendingin HFC dilarang beredar kerana ia menyebabkan pemanasan global. Indonesia, sebagai negara yang telah meratifikasi Protokol Montreal dan Protokol Kyoto, wajib melaksanakan setiap klausa dalam protokol yang dipersetujui.

Satu lagi perkembangan dalam sistem kompresi uap / kompresor adalah dalam komponen peralatan. Pada mulanya sistem pendinginan sistem kompresi uap / kompresor menggunakan pemampat dengan omboh yang besar dan perlahan, tetapi sejak akhir abad ke-19 ia menjadi lebih ringan dan lebih cepat.

Pemampat telah dicipta oleh Otto Von Guiricke seorang Jerman yang dilahirkan di Magdeburg (20 November 1602-11Mei 1686) pada usia 83 tahun pada tahun 1650. Pada tahun 1654 Otto Von Guiricke mencipta pam vakum yang terdiri daripada omboh dan omboh udara dua hala. silinder direka untuk menarik udara keluar dari kapal. Pam ini diterangkan dalam Bab II dan III Buku III Experimenta Nova dan dalam Mechanica Hydraulico-pneumatica (hlm.445-6). Pada tahun 1934 A. Lysholm berjaya membangunkan pemampat skru pemutar berkembar di Sweden, manakala pada tahun 1967 B. Zimmern membangunkan pemampat skru pemutar tunggal di Perancis.

Pemampat skrol sebenarnya telah dipatenkan oleh seorang Perancis bernama Leon Creux pada tahun 1905, tetapi ia tidak dibangunkan sehingga tahun 1970-an. Pemampat empar telah dibangunkan berdasarkan penyelidikan seorang Perancis bernama Auguste Rateau pada tahun 1890 dan seorang Amerika bernama Willis Carrier pada tahun 1911. Pemampat hermetik telah dibangunkan untuk mengatasi kebocoran bahan pendingin oleh Father Audiffren pada tahun 1905 di Perancis, dan digunakan sangat banyak hari ini .

Perkembangan Sistem Pendinginan Lainnya 

Perkembangan sistem pendinginan selain daripada sistem kompresi uap / kompresor telah dicetuskan oleh kemajuan yang sangat pesat yang dibuat dalam bidang termodinamik pada abad ke-19. Kemajuan ini bermula daripada penyelidikan gas oleh ahli fizik Inggeris Boyle, diikuti oleh Edme Mariotte (1620-1684), Jacques Charles (1746-1823) dan Louis Joseph Gay-Lussac (1778-1850), untuk menyelidik enjin stim yang dijalankan oleh Lelaki Scotland bernama James Watt (1736-1819). Saintis Perancis Sadi Carnot (1796-1832) akhirnya menerbitkan hasil kerjanya yang menjadi teras Undang-undang Termodinamik Kedua pada tahun 1824. Pelbagai kajian tentang teknik pendinginan sangat banyak dilakukan hasil daripada kemajuan termodinamik ini.

Selain daripada enjin pendinginan sistem mampatan wap, seperti yang diterangkan di atas, pelbagai sistem pendinginan lain juga telah dicipta pada abad ke-19. Salah satunya ialah sistem pendinginan kitaran gas yang muncul hasil ciptaan "enjin udara" kitaran terbuka oleh John Gorrie (1803-1855), seorang doktor Amerika. Gorrie mempatenkan ciptaan itu selepas berjaya menyejukkan air garam kepada -7°C pada tahun 1850 dan 1851. Alexander Kirk (1830-1892) membangunkan enjin kitaran tertutup yang menyejukkan hingga -13°C pada tahun 1864. Enjin ini berasaskan udara panas motor dibangunkan oleh paderi Scotland Robert Stirling pada tahun 1837.

Pada tahun 1834, ahli fizik Perancis Jean Charles Peltier (1785-1845) mendapati bahawa aliran arus terus melalui jambatan dua logam boleh menyebabkan pendinginan satu logam dan pemanasan yang lain. Sehingga tahun 1940-an, sistem termoelektrik hanya dianggap sebagai rasa ingin tahu saintifik, sehingga pengetahuan semikonduktor berkembang. Walau bagaimanapun, sehingga kini penggunaan komersil sistem pendinginan termoelektrik agak sangat kecil.

Satu sistem pendinginan yang dibangunkan dengan baik, sebagai tambahan kepada sistem kompresi uap / kompresor, ialah sistem penyerapan. Mesin pendingin sistem penyerapan berterusan pertama dicipta pada tahun 1859 oleh seorang Perancis bernama Ferdinand Carré (1824-1900). Ciptaan Carré menggunakan air sebagai penyerap dan ammonia sebagai pendingin. Sistem penyerapan tidak berterusan sebenarnya telah dibangunkan lebih awal (ciptaan abang Ferdinand Carré Edmond Carré pada tahun 1866), tetapi tidak begitu berjaya. Pada tahun 1913, seorang Jerman bernama Edmund Altenkirch berjaya mengkaji dan menerangkan sifat termodinamik sistem ini secara terperinci. Pada tahun 1940-an, sistem penyerapan dengan litium-bromida sebagai penyerap dan air sebagai pendingin telah berjaya dibangunkan di Amerika, sebagai pengubahsuaian sistem yang dibangunkan oleh Carré. Sistem penyerapan air litium-bromida ini digunakan secara meluas dalam bidang pendingin udara.

Aplikasi Mesin Pendingin Cold Room

Teknologi refrigerasi, atau sistem pendinginan, adalah inovasi luar biasa yang telah mengubah cara kita menjaga bahan-bahan berharga agar tetap segar dan berkualitas. Ketika kita melihat sejarahnya, kita akan menyadari bahwa usaha untuk mendinginkan bahan atau udara telah ada sejak zaman kuno. Orang Romawi dan Cina menggunakan es dan salju sebagai cara untuk mengatasi panas musim panas. Orang Mesir bahkan meletakkan bejana air di atas atap rumah mereka pada malam hari, dengan harapan dapat mendinginkannya. Upaya ini mungkin tampak sederhana, tetapi mereka adalah tonggak awal dalam perkembangan teknologi pendinginan yang kemudian sangat kita butuhkan.

Seiring berjalannya waktu dan perkembangan peradaban, teknik pendinginan semakin berkembang. Salah satu contoh nyata adalah kota Yazd di Iran, yang terkenal dengan "kota badgir" atau "kota penangkap angin." Badgir adalah menara dengan jendela kaca melengkung yang dibangun di atas bangunan dengan atap datar, menghadap arah angin. Fungsinya sangat menarik; badgir akan menangkap angin dan mengarahkannya ke dalam bangunan, mengalirkannya melalui saluran-saluran yang ada di dalam menara.

Atap melengkung badgir membantu mempromosikan sirkulasi udara bahkan ketika angin bertiup pelan. Terkadang, udara bahkan disalurkan melalui sejenis besen air atau bahkan takungan yang dalam di ruang bawah tanah untuk meningkatkan pendinginan lebih lanjut. Inovasi-inovasi seperti ini merupakan bukti betapa manusia selalu berusaha untuk menciptakan cara yang lebih baik untuk mengatasi panas.

Ada dua area utama dalam teknologi pendinginan: pendinginan dan pengkondisian udara. Teknik pendinginan ini memiliki aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang. Dalam industri, sistem pendinginan digunakan untuk menciptakan suhu dan kelembapan yang nyaman bagi pekerja. Beberapa sistem bahkan dirancang untuk menciptakan kondisi di mana tidak ada debu sama sekali, seperti dalam bilik steril yang digunakan dalam industri elektronik.

Dalam industri percetakan, pengaturan kelembapan sangat penting agar kertas tidak berkerut dan tinta kering dengan cepat. Kelembapan yang tidak terkendali juga bisa menyebabkan korsleting dalam sirkuit listrik. Di kantor dan rumah, penggunaan AC (Air Conditioner) atau penghawa dingin telah menjadi hal umum untuk meningkatkan kenyamanan.

Di negara-negara subtropis, sistem pengkondisian udara juga digunakan untuk memanaskan ruangan saat musim dingin tiba. Kebutuhan akan kenyamanan selama berkendara juga telah mendorong penggunaan penghawa dingin dalam kendaraan, seperti mobil dan transportasi umum lainnya.

Industri pertanian juga sangat mengandalkan sistem rantai sejuk untuk menjaga kualitas produk pertanian. Produk-produk yang mudah rusak dan memiliki kandungan air yang tinggi, seperti daging, sayuran, dan buah-buahan, memerlukan suhu yang tepat untuk menjaga kualitasnya. Pembekuan juga digunakan sebagai metode untuk menjaga produk tetap segar dan tahan lama.

Produk beku dapat dengan mudah dikembalikan ke kondisi semula melalui proses pendinginan. Di toko-toko, produk-produk pertanian ini seringkali dipajang di rak-rak kulkas. Teknik pendinginan juga memiliki peran yang sangat penting dalam industri makanan dan minuman. Contohnya adalah es krim, yang dibuat dengan cara membekukan susu setelah proses pasteurisasi dan pencampuran bahan-bahan.

Dalam era modern ini, kebutuhan akan penyimpanan dingin dan beku untuk produk makanan maupun minuman skala industri semakin meningkat. PT. Bangkit Jaya Teknik Indonesia (BJT) siap untuk menerima pesanan perancangan sistem pendingin yang akurat, fabrikasi, dan instalasi panel cold room hingga pemeliharaan mesin cold room yang mereka tawarkan.

Kita tidak boleh meremehkan kontribusi teknologi pendinginan terhadap kesejahteraan dan kemajuan kita. Ini adalah salah satu inovasi yang secara langsung mempengaruhi kualitas hidup kita. Dalam dunia yang semakin panas, kita tidak boleh melupakan upaya-upaya masa lalu yang membantu kita menjaga kesejukan. Teknologi pendinginan, dengan segala aplikasinya, adalah hadiah berharga yang harus kita hargai.