Kesetimbangan Kalor Kandang Broiler

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Holman (1995) menyatakan bahwa perpindahan kalor adalah perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Perpindahan kalor terjadi dari suhu yang lebih tinggi ke suhu yang lebih rendah baik melalui maupun tanpa media. Mekanisme perpindahan kalor terbagi menjadi tiga yaitu:
1)       Konduksi
Perpindahan kalor yang terjadi akibat adanya tukar-menukar energi kinetik antara molekul-molekul bahan tanpa adanya pergeseran tempat dari molekul yang bersangkutan (Holman 1995). Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu, maka akan terjadi perpindahan kalor dari bagian bersuhu tinggi ke bagian bersuhu rendah secara konduksi. Laju perpindahan kalor tersebut berbanding lurus dengan gradien suhu normal. Adapun persamaan yang digunakan untuk menghitung laju perpindahan kalor konduksi sebagai berikut (Holman, 1995):
Keterangan:     
Qkond   = laju perpindahan kalor konduksi (J/s)
      k   = konduktifitas termal bahan (J/s.m.°C)
     A   = luas penampang bahan (m2)
  Tdb1   = suhu bola kering di permukaan depan bahan (°C)
  Tdb2   = suhu bola kering di permukaan belakang bahan (°C)
   ∆x   = jarak aliran kalor (m)
2)       Konveksi
Perpindahan kalor yang terjadi akibat adanya molekul-molekul bahan yang berada pada tingkat energi relatif tinggi sehingga berpindah ke bagian lain dari sistem. Untuk menentukan laju perpindahan kalor konveksi dapat digunakan hukum Newton tentang pendinginan sebagai berikut (Holman, 1995):
Qkonv   = laju perpindahan kalor konveksi (J/s)
      h   = koefisien perpindahan kalor konveksi (J/s.m2.°C)
     A   = luas penampang bahan (m2)
Tdb-b   = suhu bola kering di permukaan bahan (°C)
Tdb-u   = suhu bola kering udara (°C)
3)       Radiasi
Perpindahan kalor yang terjadi tanpa media. Mekanisme perpindahan kalor ini adalah sinaran atau radiasi elektromagnetik. Laju perpindahan kalor radiasi dapat dicari menggunakan hukum Stefan-Boltzmann sebagai berikut (Holman, 1995):
Keterangan:
Qrad    = laju perpindahan kalor radiasi (J/s)
      σ   = tetapan Stefan-Boltzmann (5,669 × 10-8 J/s.m2.K4)
     A   = luas penampang bahan (m2)
   Tdb   = suhu bola kering bahan (K4)
Kesetimbangan kalor terjadi akibat adanya proses perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi melalui udara, atap, dinding (ventilator), lantai, pemanas, komponen konstruksi kandang dan broiler. Kesetimbangan kalor terjadi jika penambahan kalor setara dengan kalor yang hilang pada waktu yang sama. Kandang dapat menyerap atau mengeluarkan kalor dengan laju berfluktuatif sepanjang hari.
Perpindahan kalor dari dalam ke luar kandang atau sebaliknya menyebabkan terjadinya akumulasi. Akumulasi perpindahan kalor bernilai positif, artinya kandang menyerap kalor dari lingkungan, dan sebaliknya apabila akumulasi perpindahan kalor bernilai negatif, artinya kandang mengalami kehilangan kalor. Fenomena tersebut dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut (Soegijanto, 1999):


Keterangan :
∆Q    = akumulasi laju perpindahan kalor (J/s)
Qin     = laju penyerapan kalor oleh kandang (nilai positif) (J/s)
Qout   = laju pelepasan kalor oleh kandang (nilai negatif) (J/s)

Penataan letak kandang yang memperhatikan arah pergerakan matahari dapat meminimalisir intensitas radiasi yang masuk ke dalam kandang. Arah kandang yang membujur dari timur ke barat akan menerima radiasi matahari yang lebih kecil daripada arah kandang yang memujur dari utara ke selatan (daerah tropis). Namun, keperluan tersebut tak selamanya dapat tercapai. Apabila lokasi kandang tidak memungkinkan untuk mengarahkan kandang membujur dari timur ke barat, maka diperlukan beberapa perlakuan yang berorientasi kepada minimalisasi radiasi matahari, yaitu dengan merancang sistem ventilasi yang dapat membuang kelebihan kalor yang disebabakan oleh radiasi matahari.

Kesetimbangan Massa Uap Air Kandang Broiler

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Perpindahan massa uap air terjadi melalui proses difusi dari lingkungan ke sistem perkandangan karena adanya perbedaan konsentrasi uap air diantara keduanya (Holman, 1995). Perpindahan massa uap air terjadi melalui komponen-komponen konstruksi kandang, utamanya ventilator. Laju pindah massa uap air yang masuk melalui ventilator dapat dihitung dengan persamaan berikut (Utomo, 2007):

 
Keterangan :
mv       = laju perpindahan massa uap air melalui ventilator (kg/s)
ΦW/T   = laju ventilasi dengan efek angin atau efek termal (m3/s)
ρudara   = massa jenis udara (kg/m3)
Untuk menentukan laju perpindahan massa uap air melalui komponen konstruksi kandang, seperti atap, dinding, dan lantai kandang dapat digunakan persamaan berikut (Utomo, 2007):
 

Keterangan:     
mk     = laju perpindahan massa uap air dari komponen konstruksi kandang (kg/s)
         ε        = permeabilitas komponen konstruksi (kg/s.m2.kPa)
         Ad      = luas permukaan komponen konstruksi (m2)
         Pv1     = tekanan parsial uap air di permukaan luar (kPa)
         Pv2     = tekanan parsial uap air di permukaan dalam (kPa)
Perpindahan massa uap air dari dalam ke luar kandang atau sebaliknya dengan intensitas yang berbeda menyebabkan adanya akumulasi. Akumulasi perpindahan kalor bernilai positif, artinya kandang menyerap kalor dari lingkungan, dan sebaliknya apabila akumulasi perpindahan kalor bernilai negatif, artinya kandang mengalami kehilangan kalor. Fenomena tersebut dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
 

Keterangan:     
∆m   = akumulasi laju perpindahan massa uap air (kg/s) 
mvA    = laju perpindahan massa uap air melalui ventilasi efek angin (kg/s)
mvT   = laju perpindahan massa uap air melalui ventilasi efek termal (kg/s)
mk     = laju perpindahan massa uap air dari komponen konstruksi kandang (kg/s)

Sifat-sifat Termodinamika Udara

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Udara adalah campuran nitrogen, oksigen dan sejumlah kecil gas lain. Udara di atmosfer umumnya mengandung uap air, sedangkan udara yang tidak mengandung uap air disebut udara kering (Zain et al., 2005). Karakteristik udara yang efektif ditunjukkan dengan intensitas oksigen yang mencukupi kebutuhan broiler dan tidak bercampur dengan gas-gas lain yang berdampak negatif bagi broiler. Komponen-komponen iklim mikro yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi sifat-sifat termodinamika udara antara lain:
 

1)      Suhu Bola Kering (Dry Bulb Temperature, Tdb)

Kondisi suhu campuran antara udara dan uap air yang diukur dan dibaca melalui skala termometer biasa, tidak tergantung kepada intensitas uap air yang terkandung dalam udara (Zain et al., 2005). Suhu bola kering dapat dibaca pada termometer dengan sensor kering dan terbuka (Yani, 2003). Dalam proses kesetimbangan kalor, suhu bola kering berpengaruh terhadap intensitas kalor yang diproduksi melalui penguapan (respirasi/evaporasi) maupun konveksi (Zain et al., 2005).

2)      Suhu Bola Basah (Wet Bulb Temperature, Twb)

Kondisi suhu saat terjadi kesetimbangan antara campuran udara dan uap air. Suhu bola basah pada udara lembab dan air dicapai jika udara secara adiabatis telah jenuh oleh penguapan uap air (Zain et al., 2005). Suhu bola basah disebut juga suhu jenuh adiabatik yang diperoleh menggunakan termometer dengan sensor yang dibalut dengan kain basah untuk menghilangkan pengaruh radiasi panas, tetapi perlu diperhatikan bahwa sensor harus dialiri udara dengan kecepatan minimal 5 m/s (Yani, 2003).

3)      Suhu Titik Embun (Dew Point Temperture, Tdp)

Suhu dari campuran udara saat terjadi kondensasi ketika udara didinginkan. Kondensasi terjadi pada kelembaban mutlak dan tekanan parsial yang konstan karena kalor yang terkandung dalam campuran udara dilepaskan (Zain et al., 2005).

4)      Tekanan Uap Air (Vapor Press, Pv)

Tekanan parsial uap air yang ditimbulkan oleh molekul uap air di dalam udara lembab pada suhu konstan. Apabila udara mencapai kondisi jenuh, maka tekanan uap air tersebut disebut tekanan uap air jenuh (Pvs) (Zain et al., 2005). Pendugaan tekanan parsial uap air dapat didekati dengan persamaan (Yani, 2003):

Pendugaan tekanan uap air jenuh dapat didekati dengan persamaan berikut (Yani, 2003):

Keterangan :
Pv   = tekanan parsial uap air (kPa)
Pvs  = tekanan uap air jenuh (kPa)
Pa   = tekanan atmosfer (kPa)
Tdb  = suhu bola kering (ºC)
Twb = suhu bola basah (ºC)

5)      Entalpi (Enthalpy, h)

Sifat termal dari campuran udara dan uap air yang menunjukkan intensitas kalor dalam udara lembab per-satuan massa udara kering di atas suhu acuan, dihitung dengan persamaan berikut (Zain et al., 2005):

Keterangan :
h      = entalpi (kJ/kg)
Tdb   = suhu bola kering (ºC)
W    = kelembaban mutlak (kg/kg udara kering)

6)      Volume Spesifik (Specific Volume, v)

Volume ruang yang diisi oleh 1 kg udara kering dan dinyatakan dalam m3/kg udara kering, dihitung dengan persamaan berikut (Zain et al., 2005):

Keterangan :
v     = volume spesifik (m3/kg udara kering)
P    = tekanan atmosfer (kPa)
R    = tetapan gas (287 J/kg.mol.K)
Tdb  = suhu bola kering (°C)
W   = kelembaban mutlak (kg/kg udara kering)

7)      Kelembaban Relatif (Relative Humidity, RH)

Perbandingan tekanan uap air terhadap tekanan uap air jenuh pada suhu konstan. Kelembaban relatif merupakan hasil perbandingan antara massa aktual uap air dari campuran udara terhadap massa uap air yang menjadi jenuh pada suhu konstan yang dinyatakan dalam satuan persen. Pendugaan kelembaban relatif dapat didekati dengan persamaan (Zain et al., 2005):

Keterangan :
RH   = kelembaban relatif (%)
Pv    = tekanan uap air (kPa)
Pvs   = tekanan uap air jenuh (kPa)

8)      Kelembaban Mutlak (Humidity Ratio, W)

Massa uap air (mu) yang terkandung dalam udara lembab per-satuan massa udara kering (ma) yang dapat didekati dengan persamaan berikut (Zain et al.., 2005):

Keterangan :
W   = kelembaban mutlak (kg/kg udara kering)
Pv   = tekanan parsial uap air (kPa)
Pvs  = tekanan uap jenuh (kPa)
Selain dengan metode persamaan, sifat-sifat termodinamika udara juga dapat dicari dengan diagram psikrometrik (Gambar 1). Diagram psikrometrik adalah suatu pendekatan terhadap sifat-sifat termodinamika udara melalui bentuk grafis. Untuk menentukan sifat-sifat termodinamika udara menggunakan diagram psikrometrik, minimal dua parameter harus diketahui. Aplikasi metode ini relatif mudah dan sederhana, namun metode ini memiliki kekurangan yaitu pemetaan secara manual menyebabkan terjadinya salah pembacaan (paralaks). Seiring dengan kemajuan teknologi, saat ini diagram psikrometrik tak terbatas pada selembar kertas, tapi sudah banyak bermunculan software yang memiliki prinsip yang sama.

  
Gambar 1 Diagram Psikrometrik
Psikrometrik merupakan kajian tentang sifat-sifat campuran udara dan uap air. Psikrometrik mempunyai arti penting dalam pengkondisian udara atau penyegaran udara karena atmosfir merupakan campuran antara udara dan uap air (Yani, 2007). Selain untuk mengetahui sifat-sifat termodinamika udara, diagram psikrometrik juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi proses fisik yang terjadi di lingkungan, antara lain (Zain et al., 2005):

a)      Pemanasan

Selama proses pemanasan, terjadi peningkatan suhu bola kering, suhu bola basah, entalpi, dan volume spesifik dari udara lembab, sedangkan kelembaban relatif menurun. Perubahan tidak terjadi pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap, seperti tersaji pada Gambar 2.
Gambar 2 Proses Pemanasan (Zain et al., 2005)

b)      Pendinginan

Pada proses pendinginan, terjadi penurunan pada suhu bola kering, suhu bola basah, dan volume spesifik, namun tidak terjadi peningkatan kelembaban relatif. Pada kelembaban mutlak, suhu titik embun, dan tekanan uap air tidak terjadi perubahan atau konstan, seperti tersaji pada Gambar 3.
Gambar 3 Proses Pendinginan (Zain et al., 2005)

c)      Pemanasan dengan Humidifikasi

Pada proses pemanasan dengan humidifikasi, terjadi peningkatan entalpi, kelembaban mutlak, tekanan uap, suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun dan volume spesifik, sedangkan kelembaban relatif menurun, seperti tersaji pada Gambar 4.
Gambar 4 Proses Pemanasan dengan Humidifikasi (Zain et al., 2005)

d)      Pendinginan dengan Dehumidifikasi

Pada proses pendinginan dengan dehumidifikasi, terjadi penurunan suhu bola kering, suhu bola basah, suhu titik embun, entalpi dan volume spesifik, seperti tersaji pada Gambar 5.
Gambar 5 Proses Pendinginan dengan Dehumidifikasi (Zain et al., 2005)

e)      Pencampuran

Hampir semua sifat termodinamika udara pada proses pencampuran mengalami perubahan, seperti tersaji pada Gambar 6.
Gambar 6 Proses Pencampuran (Zain et al., 2005)

f)       Pendinginan Evaporatif

Pada proses pendinginan evaporatif, terjadi penurunan suhu bola kering, sedangkan suhu titik embun dan kelembaban mutlak terjadi peningkatan, kemudian entalpi dan suhu bola basah tidak terjadi perubahan, seperti tersaji pada Gambar 7.
Gambar 7 Proses Pendinginan Evaporatif (Zain et al., 2005)

g)      Pengeringan

Pada proses pengeringan, pergerakan sifat-sifat termodinamika udara serupa dengan proses pendinginan evaporatif.

Pemanas Kandang Broiler

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Untuk menjaga suhu udara didalam kandang stabil, maka digunakan pemanas kandang. Pada peternakan broiler,biasanya pemanas kandang digunakan saat broiler berumur 1 hari sampai 20 hari(fase awal dan fase pertumbuhan, atau disesuaikan dengan kebutuhan). Berbagaipemanas kandang yang biasa digunakan pada peternakan broiler di daerah tropisseperti Indonesia adalah:

1. KomporMinyak Tanah

Kompor minyak tanah, sepertiyang disajikan pada Gambar 1, adalah pemanas sederhana yang biasa digunakanpada peternakan broiler di daerah tropis. Prinsip kerjanya yaitu api yang timbuldari kompor akan memanasi katel yang berada di atasnya sehingga kalor yangdihasilkan dapat memanasi area yang lebih luas. Kelemahan kompor minyak tanahmenyebabkan terjadinya kebakaran sehingga membutuhkan pengawasan ekstra,menghasilkan karbondioksida sehingga memerlukan sistem ventilasi yang baik danharga minyak tanah yang mahal pada saat ini (tahun 2009). Kelebihan pemanas iniinvestasinya murah dan dapat difungsikan sebagai penerangan dan tidaktergantung kepada listrik (Yasmir, 2003).
Gambar 1 Kompor Minyak Tanah

2. KomporBriket Batubara

Briket batubara merupakan bahan bakarpadat yang terbuat dari batubara. Bahan bakar ini merupakan bahan bakaralternatif pengganti minyak tanah yang paling murah dan dimungkinkan untukdikembangkan secara luas dalam waktu yang relatif singkat, mengingat teknologidan peralatan yang digunakan relatif sederhana, khususnya bagi para peternakyang masih menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakar untuk pemanas. Seiringdengan naiknya harga minyak tanah dan sulit didapatnya bahan bakar tersebut. Sangatdiharapkan adanya bahan bakar alternatif yang murah dan mudah di dapat agarpeternakan broiler dapat bertahan dan berkembang (Yasmir, 2003).
Prinsip kerja kompor briketbatubara pada dasarnya menaikkan suhu ruangan hingga mencapai suhu optimal untukternak (Gambar 2). Peningkatan suhu ini terjadi karena adanya kalor yangberasal dari sumber pemanas. Pada alat ini terjadi konversi energi kimia daripembakaran batubara menjadi kalor, selanjutnya diteruskan menuju ruangankandang. Sebelum mencapai ruangan, kalor dialirkan ke reflektor yang berfungsisebagai cermin, yaitu komponen yang memantulkan kembali kalor yang diterimanyake daerah yang lebih luas. Untuk mengoptimalkan penyebaran kalor melaluireflektor tersebut diperlukan efisiensi perpindahan kalor yang tinggi dengancara memilih bahan komponen reflektor yang bersifat menghantarkan kalor (conductor) (Yasmir,2003).
Gambar 2 Kompor Briket Batubara (Sutardi, 2008)
Spesifikasi Kompor briket batubara sebagaiberikut:
  • diameter top cover 60 cm dan berbentuk kerucut,
  • diameter ruang bakar 13,5 cm dan berbentuksilinder,
  • diameter tempat abu briket 28 cm danberbentuk silinder,
  • tinggi dinding heater 60 cm,
  • kapasitas broiler 500 ekor (untuk satuunit pemanas),
  • luasan ruangan kandang 24 m2,
  • suhu udara antara 32°C dan 35°C, dan
  • kelembaban relatif udara antara 60 % dan 70%.

3. PemanasInfra Merah

Prinsip kerja pemanas inframerah adalah api yang berasal dari bahan bakar gas akan membakar keramik sampaimembara (Gambar 3). Bara api tersebutmenghasilkan infra merah. Kemudian infra merah tersebut menghasilkan kalor yangdisalurkan ke ruangan kandang (Yasmir, 2003).
Gambar 3 Pemanas Infra Merah (Infrared Heater) (Sutardi, 2008)
Keterangan:
A =saluran gas masuk H = kawat kasa pelindung keramik
B =penyangga penyaring udara K = tutup pemantul panas
C =injektor (nozzle) L = ventilasi
D =penyaring udara M = sensor
E =ruang pencampur N = katup elektromagnetik
Keunggulan pemanas infra merah menurut Yasmir(2003) antara lain :
  • Dilengkapi dengan alat pengaman (safety device) yang berfungsi mengamankan dengan menghentikan supply gas jika terjadi padam-nyala api, sehingga bisa mencegah terjadinya kebakaran.
  • Tinggi rendahnya suhu dapat diatur berdasarkan kebutuhan dan kondisi kandang.
  • Cara Pengoperasian Mudah, Efisien Dan Daya Tahan Peralatan Relatif Lama (5 Tahun).
  • Berdasarkan perhitungan, biaya operasionalnya lebih rendah daripada biaya operasional pemanas minyak tanah dan batubara.

Sistem Ventilasi Kandang Broiler

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Ventilasi merupakan proses untuk mengalirkan udara segar dari lingkungan menuju ruangan dalam intensitas yang sesuai kebutuhan dan membuang udara berlebih dan udara kotor dari ruangan. Ventilasi digunakan untuk mengendalikan aliran udara agar iklim mikro di dalam ruangan dapat optimal (Rasyaf, 2004). Ventilasi kandang digunakan untuk mengendalikan iklim mikro, gas berbahaya dan mengoptimalkan distribusi udara di dalam kandang. Tujuan utama ventilasi pada peternakan adalah menjaga ketersediaan udara bersih yang dibutuhkan ternak.
Sistem ventilasi yang tepat dapat meningkatkan taraf kesehatan, kenyamanan termal bagi ternak dan efisiensi penggunaan ransum (Bucklin et al., 2003). Faktor-faktor yang dapat meningkatkan taraf kesehatan dan kenyamanan termal bagi ternak meliputi penyediaan oksigen (O2) sebagai bahan respirasi, pencegahan konsentrasi gas karbondioksida (CO2) berlebih, gas-gas berbahaya seperti amoniak (NH3) dan bau busuk yang dihasilkan oleh ternak. Kebutuhan terhadap kenyamanan termal bagi ternak meliputi pengeluaran kalor dari dalam kandang, membantu proses evaporasi konstruksi kandang dan respirasi ternak, serta upaya pendinginan konstruksi kandang. Kebutuhan ventilasi untuk meningkatkan taraf kesehatan ternak dipengaruhi oleh volume tubuh, jumlah dan jenis ternak (Soegijanto, 1999).
Di daerah tropis seperti Indonesia, umumnya sistem ventilasi yang digunakan adalah ventilasi alami. Karakteristik proses fisik yang terjadi di lingkungan sekitar dan di dalam kandang dapat mempengaruhi efektifitas sirkulasi udara. Karakteristik fisik dari ventilasi alami yang relatif sederhana dan hemat energi dapat menekan biaya investasi dan tenaga kerja dibandingkan dengan ventilasi mekanik. Hal itu berdampak pada penerapan sistem ventilasi alami lebih sesuai dengan karakteristik peternakan di Indonesia (Jones dan William, 2008). Sirkulasi udara melalui ventilasi alami disebabkan oleh perbedaan tekanan udara di dalam dan di luar kandang. Perbedaan tekanan udara terjadi karena adanya pergerakan udara (wind effect) dan perbedaan suhu (thermal effect) (Takakura, 1979).
Tekanan udara melalui ventilasi efek angin berkisar 1 Pa sampai 35 Pa, sedangkan tekanan udara melalui ventilasi efek termal berkisar 0,3 Pa sampai 3 Pa. Idealnya, kandang perlu menerapkan kedua sistem ventilasi tersebut untuk mendukung sirkulasi udara yang optimal. Sirkulasi udara melalui sistem ventilasi juga mempengaruhi intensitas kalor dan massa uap air di dalam kandang, dimana fluktuasi kalor dan massa uap air di dalam kandang memiliki korelasi variatif (Takakura, 1979).
Laju ventilasi efek angin berbanding lurus dengan kecepatan angin. Adapun perhitungannya sebagai berikut (Bucklin et al., 2003):

Keterangan :
ΦA  = laju ventilasi efek angin (m3/s)
A    = luas bukaan ventilator (m2)
vw   = kecepatan angin (m/s)
E    = efek bukaan ventilasi (penggunaan praktis 0,5)
Laju ventilasi efek termal berbanding lurus dengan perbedaan suhu antara di dalam dan di luar kandang. Laju ventilasi efek termal dapat diketahui dengan persamaan berikut (Bucklin et al., 2003):

Keterangan :
ΦT     = laju ventilasi efek termal (m3/s)
θ       = rasio aliran aktual terhadap teoritis (penggunaan praktis 0,4)
A       = luas bukaan ventilator (m2)
g       = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h       = tinggi dari permukaan tanah sampai titik tengah ventilator (m)
Tdb1   = suhu bola kering lingkungan (ºC)
Tdb2   = suhu bola kering di dalam kandang (ºC)
Faktor yang mempengaruhi laju ventilasi efek angin yaitu arah dan kecepatan angin. Arah angin yang datang tegak lurus terhadap kandang menyebabkan laju ventilasi efek angin yang lebih tinggi dibandingkan dengan arah angin yang datang secara diagonal. Namun, faktor arah dan kecepatan angin di kawasan peternakan, idealnya sulit diperkirakan dan sulit dikendalikan.
Ventilasi dengan tekanan udara tertentu mempengaruhi arah, kecepatan dan pola aliran udara di dalam kandang (Takakura, 1979). Laju ventilasi minimum pada kandang biasanya didasari oleh kebutuhan aliran udara untuk mengatur intensitas kelembaban (Esmay dan Dixon, 1986). Laju ventilasi alami memiliki hubungan linier dengan kecepatan angin dan tergantung pada perbedaan tekanan udara yang ditimbulkan oleh perbedaan suhu lingkungan. Laju pertukaran udara dipengaruhi oleh luas total bukaan, arah bukaan, kecepatan angin dan perbedaan suhu antara di dalam dan di luar kandang. Pengaturan manual pada sistem ventilasi alami yaitu dengan cara pembukaan dan penutupan lubang ventilasi serta pengaturan bukaan pada dinding. Pengaturan ventilasi alami agar tetap kontinyu sulit dilakukan karena dipengaruhi oleh suhu, kecepatan dan arah angin yang tidak mudah dikendalikan (Takakura, 1979).
Sistem ventilasi berpengaruh terhadap pengendalian kalor di dalam kandang. Proses pengendalian kalor dari sistem ventilasi terjadi melalui efek angin dan efek termal, dimana produksi kalor di dalam kandang merupakan hasil perkalian antara laju ventilasi dan perbedaan suhu yang dapat didekati dengan persamaan berikut (Bucklin et al., 2003):

Keterangan :
  Qkonv-W/T  = laju perpindahan kalor konveksi melalui ventilasi efek angin atau efek termal (kJ/s)
       ΦW/T  = laju ventilasi efek angin atau efek termal (m3/s)
        Cp-u  = kalor spesifik udara (kJ/kg.ºC)
           ρu  =  massa jenis udara (kg/m3)
        Tdb1  = suhu bola kering di dalam kandang (ºC)
        Tdb2  = suhu bola kering lingkungan (ºC)
Dalam konsep zona termonetral, penentuan laju metabolisme ideal merupakan titik temu antara produksi kalor sensibel dan kalor laten terhadap perubahan suhu. Karakteristik produksi kalor sensibel ternak selalu menurun terhadap pertambahan suhu, sedangkan produksi kalor laten berbanding lurus terhadap peningkatan suhu. Performansi pertambahan berat badan ideal ditunjukkan saat titik temu antara kalor sensibel dan kalor laten berada pada intensitas produksi terendah. Pada kondisi aktual, fenomena tersebut menyatakan beban kalor terhadap ternak yang minimal. Pendekatan yang digunakan untuk menentuan intensitas kalor laten di dalam kandang sebagai berikut (Bucklin et al., 2003):

Keterangan :
Qlaten    = laju perpindahan kalor laten (kJ/s)
ΦW/T     = laju ventilasi efek angin atau efek termal (m3/s)
W2        = kelembaban mutlak di dalam kandang (kg/kg udara kering)
W1        = kelembaban mutlak lingkungan (kg/kg udara kering)
Kalor total idealnya merupakan penjumlahan dari kalor sensibel dan kalor laten yang terakumulasi di dalam kandang. Namun, kalor total memiliki fungsi yang berbanding lurus terhadap perbedaan entalpi antara dua kondisi tersebut, sehingga pendugaan kalor total dapat didekati dengan persamaan berikut (Bucklin et al., 2003):

Keterangan :
Qtotal     = laju perpindahan kalor total (kJ/s)
ΦW/T     = laju ventilasi efek angin atau efek termal (m3/s)
h1         = entalpi lingkungan (kJ/kg.uk)
h2         = entalpi di dalam kandang (kJ/kg.uk)
Sehingga laju perpindahan kalor sensibel dapat diketahui dengan persamaan berikut:

Keterangan :
Qsensibel   = laju perpindahan kalor sensibel (kJ/s)
Qtotal       = laju perpindahan kalor total (kJ/s)
Qlaten      = laju perpindahan kalor laten (kJ/s)

Jenis-jenis Kandang Broiler

Agun Gunawan, 2009, FTIP Universitas Padjadjaran

Jenis-jenis kandang dibedakan berdasarkan konstruksi strukturalnya. Perancangan konstruksi struktural kandang bertujuan untuk memaksimalkan aspek fungsional kandang yaitu merekayasa iklim lingkungan menjadi iklim optimal untuk broiler. Karakteritik iklim (tropis dan subtropis) merupakan faktor utama dalam perencanaan dan perancangan konstruksi kandang.

Di daerah tropis, umumnya sistem perkandangan bersifat terbuka (Gambar 1), untuk memaksimalkan fungsi ventilasi karena intensitas angin relatif tinggi. Hal itu dapat mengurangi biaya investasi pengadaan kipas (fan) sebagai komponen ventilator, dan memaksimalkan cahaya matahari yang juga memiliki intensitas yang tinggi.

 Gambar 1 Kandang Terbuka Dengan Atap Monitor (Yasmir, 2003)

Di daerah subtropis, umumnya sistem perkandangan bersifat tertutup (Gambar 2), untuk mengurangi perbedaan iklim yang ekstrim. Seluruh dinding kandang ditutup dan untuk ventilasi udara serta pengaturan suhu digunakan blok pendingin (cooling pad) dan kipas pembuangan udara (exhaust fan) (Sudaryani dan santosa, 2003).

Gambar 2 Kandang Tertutup dengan Atap Lancip (Siska, 2006)

Selain dari bentuk dinding, perbedaan kandang terbuka dan tertutup juga terjadi pada komponen atap. Jenis-jenis kandang berdasarkan bentuk atap terbagi menjadi dua yaitu atap monitor dan lancip. Atap monitor (Gambar 3) berfungsi untuk membantu ventilasi terutama pada peternakan broiler skala industri. Pada peternakan skala kecil, atap monitor kurang cocok karena biaya pembuatannya lebih tinggi (Sudaryani dan Santoso, 2003).

Perbedaan lain pada sistem perkandangan adalah bentuk lantai. Lantai kandang broiler terbagi dua, yaitu lantai berlubang dan lantai litter. Kandang dengan lantai berlubang (Gambar 3) biasa dipakai pada kandang baterai (brooder cage), karena selalu digunakan untuk pemeliharaan anak ayam (day old chicken). Bahan lantai dipilih yang aman untuk broiler dan ekonomis, agar tidak menyulitkan dalam pengadaannya. Kandang dengan lantai litter, seperti yang disajikan pada Gambar 4, terbuat dari semen atau tanah yang dipadatkan kemudian di atasnya ditaburkan bahan tambahan (sekam padi, serbuk kayu, gilingan tongkol jagung dan lain-lain). Bahan litter berpengaruh terhadap suhu dan kelembaban di dalam kandang. Kalor yang timbul sangat dipengaruhi oleh bahan dan ketebalan lantai litter. Semakin tinggi ketebalan litter maka akan semakin tinggi pula suhu dan kelembaban di dalam kandang. Ketebalan litter maksimal 8 cm untuk daerah subtropis dan 5 cm untuk daerah tropis (Rasyaf, 2004). 

 Gambar 3 Lantai Berlubang (Sutardi, 2008)

 
Gambar 4 Lantai Litter (Rasyaf, 2004)