OPTIMASI DESAIN EVAPORATOR SHELL-AND-TUBE PADA SISTEM ORGANIC RANKINE CYCLE (ORC) SKALA KECIL MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI UNTUK PEMANFAATAN PANAS BUANG UMKM

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan parameter desain evaporator tipe shell-and-tube pada sistem Organic Rankine Cycle (ORC) skala kecil untuk pemanfaatan panas buang pada sektor UMKM. Metode Taguchi digunakan untuk menentukan kombinasi parameter optimum dengan jumlah percobaan minimum melalui rancangan orthogonal array L9 (3³). Parameter yang diteliti meliputi diameter dalam pipa (12, 14, dan 16 mm), panjang pipa (1,5; 2,0; dan 2,5 m), serta laju aliran massa fluida kerja (0,35; 0,42; dan 0,50 kg/s). Evaluasi kinerja dilakukan secara numerik menggunakan perhitungan termodinamika berbasis neraca energi dan perpindahan panas dengan bantuan Microsoft Excel. Parameter keluaran yang dianalisis meliputi laju perpindahan panas, efisiensi termal, dan rasio Signal-to-Noise (S/N) dengan kriteria “larger-is-better”. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi optimum diperoleh pada diameter pipa 12 mm, panjang pipa 2,5 m, dan laju massa 0,50 kg/s, dengan efisiensi termal maksimum sebesar 72,84% dan laju perpindahan panas sebesar 23,10 kW. Analisis ANOVA menunjukkan bahwa laju aliran massa merupakan faktor paling dominan dengan kontribusi sebesar 47,3%, diikuti oleh diameter pipa sebesar 32,8% dan panjang pipa sebesar 19,9%. Hasil ini menunjukkan bahwa metode Taguchi merupakan pendekatan yang efektif dan efisien dalam optimasi desain evaporator ORC dengan kebutuhan komputasi yang rendah. Penelitian ini memberikan kontribusi dalam pengembangan sistem pemanfaatan panas buang yang ekonomis dan efisien untuk sektor UMKM.