Analisis Termal Daerah Perakaran pada Media Tanam Sistem Hidroponik untuk Tanaman Selada di Dataran Rendah Tropika

Abstract

Suhu udara di dalam greenhouse cenderung lebih tinggi dibandingkan di luar greenhouse. Untuk mengatasi masalah tersebut, sistem pendinginan daerah perakaran diajukan sebagai sistem yang lebih efisien dibanding dengan pendinginan daerah pucuk. Pendinginan daerah perakaran sistem hidroponik dapat dilakukan dengan pendinginan larutan nutrisi tanaman secara langsung. Pendinginan larutan nutrisi dilakukan dengan unit pendingin kemudian mengalirkannya ke daerah akar tanaman dengan suhu yang dijaga sesuai dengan suhu optimum bagi tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pindah panas pada media hidroponik, melakukan validasi model pindah panas, dan memprediksi suhu input agar mendapatkan suhu daerah perakaran yang diinginkan. Hasil penelitian menunjukan bahwa dengan menggunakan model pindah panas tersebut, suhu hasil prediksi ternyata sangat mendekati suhu hasil pengukuran. Untuk mendapatkan suhu akar tanaman selada 20 °C pada jam 14.00 WIB ketika radiasi matahari 687 W/m2 dan suhu udara luar 32 °C, maka suhu larutan nutrisi di titik inlet haruslah 19.85 °C untuk kotak media yang diinsulasi styrofoam tebal 5 cm, dan 17.06 °C untuk kotak media yang tidak diinsulasi.

Air temperature inside the greenhouse tends to be higher than that of outside the greenhouse. To overcome this problem, root zone cooling systems is proposed to be cost-effective and much more efficient than cooling the shoot zone. The root zone cooling system can be constructed by cooling the plant nutrient solution. The nutrient solution is cooled by cooling unit then distributed to root zone area and kept it on optimal temperature range. This study aims to analyse the heat transfer in the cooled nutrient on hydroponic media, to validate the heat transfer model, and to predict the input of nutrient solution temperature in order to achieve the set point of root zone temperature. The results of this study showed that by using the heat transfer model the predicted temperatures were very close to that of measured temperature. The temperature of nutrient solution at the inlet should be set to 19.85 °C for media insulated by styrofoam with thickness 5 cm and 17.06 °C for un-insulation media to achieve root zone temperature of 20 °C (2.00 pm, solar radiation 687 W/m2, outside air temperature 32 °C).