Eureka !!! William Cullen AWALI SEJARAH PENEMUAN REFRIGERATOR

Segar rasanya meneguk segelas air dingin dari lemari es setelah berolahraga atau aktivitas lain yang melelahkan. Apalagi bila divariasikan dengan es krim atau puding, ataupun hanya dengan menambahkan dua potong kecil es dari freezer yang dicampurkan ke dalam minuman ringan. Tentu bukan hanya itu manfaat yang bisa didapat dari sebuah lemari es. Daging, sayuran, dan makanan lain yang dibeli dalam jumlah banyak bisa diawetkan di dalamnya untuk dimakan kemudian. Lemari es atau mesin pendingin lain yang dalam istilah teknik disebut refrigerator telah memberikan banyak manfaat dalam kehidupan manusia.
Sejak jaman prasejarah manusia telah menyadari pentingnya pengawetan makanan untuk keberlangsungan hidupnya. Salju, es alam, arus sungai, mata air, gua-gua, dan galian bawah tanah dijadikan media pengawetan. Sekitar 1000 tahun sebelum masehi, masyarakat di Cina telah memanen dan menyimpan es alam sebagai bahan pengawet. Setengah abad kemudian Bangsa Yahudi, Yunani, dan Romawi membuat tempat penyimpanan dengan mengisi lubang bawah tanah dengan salju dalam jumlah besar, kemudian menutupnya dangan kayu dan jerami. Orang-orang Mesir dan India kuno membuat es dengan cara mengisikan air ke dalam bejana tanah dan menyimpannya pada udara malam yang dingin.

            Fase selanjutnya dari proses pendinginan makanan adalah dengan pencampuran bahan kimia. Penambahan Sodium atau Potasium Nitrat ke dalam air akan menyebabkan penurunan suhu air secara drastis. Metode ini mulai dipakai tahun 1550 untuk proses pendinginan anggur. Pada abad ke -17, minuman yang dicampur dengan es dan jus dingin telah populer di Prancis. Pada masa ini mulai dikenal istilah refrigerasi untuk proses pendinginan dengan bantuan manusia meskipun masih mengandalkan proses pendinginan alami.

           

Rafrigerator Buatan

            Pada tahun 1748, Dr. William Cullen, seorang Skotlandia mendemonstrasikan refrigerator buatan yang pertama di Universitas Glasgow. Cullen menggunakan etil eter sebagai bahan penyerap panas sehingga menyebabkan udara dingin di sekeliling alatnya. Namun ia tidak pernah mengembangkan penemuannya untuk kepentingan praktis.

            Perkembangan selanjutnya dari teknik refrigerasi adalah penyempurnaan tempat penyimpanan es. Sebagai bahan pendingin alami, es telah dikomersilkan dalam rentang waktu antara tahun 1799 – 1800. Pengapalan es yang pertama dilakukan di Canal Street, New York menuju ke Charleston, California Selatan. Sayangnya, karena kualitas tempat penyimpanan yang buruk, tidak banyak lagi es yang tersisa pada saat kapal berlabuh di Charleston. Penyempurnaan tempat penyimpanan es untuk kapal kargo dilakukan oleh dua orang asal New England yaitu Frederick Tudor dan Nathanael Wyeth. ‘Depot es’ Tudor yang kedap udara dapat menurunkan tingkat pencairan dari 66% menjadi kurang dari 8%. Sedangkan Wyeth merupakan pencetus ide pembuatan es dalam bentuk balok-balok yang lebih mudah ditangani pada saat pemindahan.

           

 Pada tahun 1805, seorang ilmuwan asal Amerika Serikat, Oliver Evans, merancang refrigerator pertama dalam bentuk mesin. Evans menggunakan metode penguapan dalam sistem pendinginnya. Namun seperti halnya William Cullen, Evans juga tidak pernah mengembangkan penemuannya lebih lanjut. Paten untuk mesin pendingin pertama baru dicatatkan tahun 1834 oleh Jacob Perkins. Perkins merancang refrigerator yang menggunakan prinsip siklus tekanan uap. Prinsip ini tetap dipakai pada perancangan refrigerator-refrigerator penerusnya.

            Aplikasi sistem refrigerasi untuk bidang lain selain pengawetan makanan dipelopori oleh seorang ahli Fisika asal Amerika, John Gorrie. Berdasarkan rancangan Oliver Evans, Gorrie membuat alat pendingin ruangan untuk pasien yang menderita penyakit kuning di Rumah Sakit Florida. Gorrie mendapatkan paten untuk alat tersebut pada tahun 1851.

Refrigerator Amonia Ferdinand Carre

             

Refrigerator hasil rancangan Ferdinand Carre yang merupakan ilmuwan asal Prancis disebut-sebut sebagai lonjakan besar dalam sejarah penemuan mesin pendingin. Refrigerator yang ia rancang pada tahun 1859 memiliki sistem pendinginan yang lebih kompleks. Tidak seperti mesin-mesin lainnya yang menggunakan air, Carre menggunakan amonia sebagai bahan pendingin (refrigeran). Amonia mencair pada suhu yang jauh lebih rendah dari air sehingga dapat menyerap lebih banyak panas.

            Prinsip kerja refrigerator Carre – yang masih banyak dipakai oleh industri-industri besar hingga sekarang – adalah penekanan dan pendinginan amonia secara berulang yang menyerap panas lingkungan. Ruang kompresor pada alatnya memberikan tekanan pada amonia yang masih berbentuk gas hingga memanaskan gas tersebut. Sistem kumparan yang dilalui oleh amonia menyebarkan panasnya dan mengubahnya menjadi cairan dengan tekanan yang tinggi. Cairan tersebut kemudian mengalir ke katup penyebaran (berupa sebuah lubang dengan amonia bertekanan tinggi di satu sisi dan ruang bertekanan rendah di sisi lainnya). Amonia cair kemudian menguap dengan cepat. Suhunya turun drastis sampai -27 F dan menyebabkan bagian dalam refrigerator menjadi dingin. Amonia dingin kemudian dihisap oleh kompresor dan siklus kembali diulang.

            Refrigerator Carre berkembang dan banyak dipakai oleh industri-industri minuman dan pengemasan daging. Ukurannya yang besar dan harganya yang sangat mahal ditambah dengan sifat amonia yang toksik membuat mesin ini tidak dapat digunakan untuk kepentingan rumah tangga. Pada masa itu, untuk memenuhi kebutuhannya rumah-rumah menggunakan kotak penyimpanan atau depot es yang disuplai secara rutin oleh instalasi mesin pendingin lokal.

            Para ahli kemudian berusaha merancang refrigerator yang lebih praktis. Pada tahun 1873, Carl von Linde dari Jerman merancang refrigerator kompresor portabel yang bentuknya jauh lebih kecil. Pada awalnya Carl von Linde menggunakan metil eter sebagai refrigeran. Namun karena sifatnya yang sangat eksplosif, Carl kemudian beralih ke amonia. Meskipun mesin rancangannya cukup mudah untuk diangkut dan didistribusikan ke industri-industri yang memiliki instalasi mesin pendingin, namun ukurannya masih terlalu besar untuk digunakan di rumah-rumah.

            Perkembangan dunia refrigerasi kemudian mengarah pada produksi es alam, yang ditandai dengan lahirnya industri penyuplai es. Apabila pada tahun 1879 baru berdiri 35 instalasi penghasil es alam, maka 10 tahun berikutnya berkembang menjadi 200 instalasi. Puncaknya terjadi pada tahun 1909 dimana jumlah instalasi menembus angka 2000. Pada saat itu hampir tidak ada kolam dan perairan lain yang luput dari eksploitasi industri es. Produksi es alam kemudian mengalami masalah besar dengan banyaknya polusi dan pembuangan limbah. Sumber penghasil es yang memenuhi syarat menjadi sangat sulit didapat. Para ahli kemudian kembali berkonsentrasi pada teknik refrigerasi. Tidak lama kemudian mereka berhasil memberikan solusi untuk masalah tersebut dengan cara memproduksi es buatan, yang melahirkan penemuan refrigerator mekanik. Manfaat refrigerator yang semakin bisa dirasakan oleh berbagai lapisan masyarakat membuat industri yang asalnya penyuplai dan pembuat tempat penyimpanan es berlomba-lomba untuk menghasilkan refrigerator mutakhir dengan bentuk dan sistem yang semakin diadaptasikan untuk kepentingan rumah tangga.

Refrigerator CFCs

            Terlepas dari besarnya manfaat dari perkembangan mesin pendingin ini. Refrigerator masih menyisakan masalah serius. Refrigeran yang digunakan seperti amonia dan metil klorida dapat menyebabkan kematian pada manusia. Para ahli refrigerasi baru menemukan penggantinya pada tahun 1920, ditandai dengan penggunaan refrigeran sintesis halokarbon atau clorofluorokarbon (CFCs) oleh perusahaan Frigidaire.

Bahan ini kemudian dipatenkan dengan nama dagang Freon dan digunakan oleh hampir semua refrigerator untuk rumah tangga. Freon dibuat dengan mensubstitusi 2 atom klorin dan 2 atom fluorin dengan 4 atom hidrogen dari metana (CH4) sehingga menghasilkan diklorodifluorometan (CCl2F2). Zat ini tidak berbau dan hanya beracun apabila terkumpul dalam jumlah yang sangat besar.

            Pada tahun 1930, Electrolux meluncurkan refrigerator ‘built in’ yang pertama. Sebuah produk lemari es untuk keperluan dapur dalam bentuk yang kompak dengan ukuran kecil dan desain yang mewah. Inovasi berikutnya melahirkan refrigerator ‘dual temperatur’ seperti yang kita pakai sekarang. Refrigerator ini mempunyai ruang freezer untuk makanan beku dan ruang lainnya untuk makanan dingin. Produk ini pertama kali dipasarkan oleh General Electric pada tahun 1939.

            Pada tahun 1973, Prof. James Lovelock melaporkan adanya akumulasi gas refrigeran CFC di atmosger. Setahun kemudian Sherwood Rowland dan Mario Molina memprediksikan bahwa gas CFC akan mencapai lapisan stratosfer atas dan merusak lapisan ozon. Prediksi tersebut terbukti dengan ditemukannya lubang ozon di atas Antartika pada tahun 1985. Fakta ini memaksa para ahli refrigerasi untuk segera mencari alternatif lain selain CFC. Sehingga diharapkan manusia bisa tetap menikmati manfaat refrigerator tanpa menimbulkan dampak negatif bagi kelangsungan hidup di masa mendatang.

oleh Rudi Haryanto

dimuat di Harian Pikiran Rakyat  8 September 2004