PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.3 SPESIFIKASI RANCANGAN
Spesifikasi rancangan digunakan untuk mengetahui secara detail komponen-komponen yang digunakan untuk merancang ulang konstruksi
Temperature Control System. Spesifikasi rancangan yang digunakan pada Temperature Control System tipe II, sebagai berikut:
1. Case (pembungkus),
Konsep rancangan
Konsep rancangan yang terdapat pada case Temperature Control System tipe II pada aliran fluida viscous di dalam pipa adalah mencegah adanya kebocoran sistem pada case akibat potongan yang tidak rapi dan tidak presisi sehingga waktu pemanasan lebih efektif. Hal ini dikarenakan pada rancangan
Temperature Control System tipe I masih terdapat kebocoran akibat case
bagian atas dan bagian bawah tidak dapat menutup rapat. Oleh sebab itu, case pada Temperature Control System tipe II dirancang supaya bagian atas dan bagian bawah case dapat menutup dengan rapat dan tidak terdapat celah sehingga diharapkan pemanasannya lebih efisien karena tidak ada panas yang keluar dari sistem. Hal ini dilakukan dengan cara penambahan kertas pack pada case bagian atas dan bawah dengan tujuan supaya case bagian atas dan bawah rata, serta penambahan resin dengan tipe Unsaturated Polyester Resin (UPRs) 15 BTQN karena resin jenis ini memiliki ketahanan panas mencapai 110-1400°C. Selain itu, pemasangan pipa paralon yang dijadikan sebagai tempat untuk meletakkan pipa besi diganti dengan ukuran diameter pipa paralon yang sesuai dengan ukuran pipa besi. Penggantian bagian sisi ujung
case ini diharapkan supaya panas tidak keluar melalui celah yang ada pada
bagian sisi ujung case akibat diameter yang tidak sesuai dengan pipa besi. Namun, rancangan case pada Temperature Control System tipe II pada dasarnya sama dengan case Temperature Control System tipe I jika dilihat dari dimensi, material yang digunakan maupun bentuk desainnya.
Dimensi
Dimensi yang digunakan untuk perancangan case Temperature Control
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-14
yaitu mempunyai panjang dimensi 800 mm. Dimensi dari case tidak berubah karena dimensi case yang ada pada Temperature Control System tipe I telah disesuaikan dengan layout produksi kecap filler tempat alat Temperature
Control System ini diletakkan. Oleh sebab itu, tidak ada perubahan pada
dimensi Temperature Control System tipe II. Menurut Permatasari (2010) dimensi yang terdapat pada Temperature Control System diperoleh dari perhitungan kecepatan aliran kecap dikalikan dengan waktu pemanasan yang tersedia. Perhitungan dimensi Temperature Control System, sebagai berikut: Waktu pengisian kecap ke botol = 45,09 s
Volume pada setengah fase = 12 botol Volume botol kecap = 0,625 liter Jari-jari pipa penampang = 0,30375 dm Sehingga,
a. Rata-rata pengisian setengah fase:
09 , 45 2
1 ´ s=22,545s
Volume yang dikeluarkan pada setengah fase: 12 x 0,625 liter = 7,5 liter
Luas pipa penampang untuk mengalirkan fluida viscous: π x r2 = 3,14 x (0,30375 dm)2 = 0,289 dm2 Debit kecap: fase setengah pengisian rata rata fase setengah volume - =22,545 0,3327 5 , 7 = liter/s Kecepatan aliran kecap:
1512 , 1 289 , 0 3327 , 0 = = v dm/s = 115,12 mm/s
Sehingga kecepatan alir kecap 115,12 mm/s
b. Waktu pemanasan yang tersedia adalah 7,5 s.
Diperoleh dari waktu rata-rata yang diperlukan untuk menaikkan temperatur kecap sebesar 10°C adalah 15 s. Waktu rata-rata sebesar 10°C didapat dari eksperimen pengukuran temperatur kecap, yaitu walaupun temperatur awal setiap larutan berbeda tetapi perlakuan yang diberikan
commit to user
IV-15
sama-sama dapat menghasilkan perkiraan waktu (s) yang diperlukan untuk meningkatkan temperatur pada 10°C. Sedangkan 15 s didapat dari eksperimen temperatur awal air panas sebesar 90°C pada selisih kenaikan temperatur kecap 10°C. Temperatur output kecap yang diinginkan adalah 34°C dan temperatur awal kecap rata-rata berkisar 29°C. Sehingga kenaikan temperatur yang diperlukan ± 5°C.
Jadi, waktu pemanasan yang diperlukan untuk menaikkan kecap sebesar
5°C adalah 15
105 ´ s = 7,5 s c. Panjang case:
= kecepatan aliran x waktu pemanasan yang tersedia = 115,12 mm/s x 7,5 s
= 863,4 mm ≈ 800 mm
Pembulatan dari bilangan panjang case adalah kebawah karena lantai produksi pada filler produksi yang akan digunakan untuk memasang
Temperature Control System sangat sempit sehingga apabila panjang case
dibulatkan keatas maka tempat yang digunakan untuk memasang
Temperature Control System belum tentu sesuai dengan panjang case yang
ada.
Gambar 4.11 merupakan gambar teknik dimensi rancangan case pada
Temperature Control System tipe II.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-16 (b)
(c)
Gambar 4.11 Rancangan case temperature control system tipe II (a) tampak atas, (b) tampak depan, dan (c) tampak
samping
Sedangkan gambar 4.12 menunjukkan gambar teknik case pada Temperature
Control System tipe II.
Gambar 4.12 Case temperature control system tipe II Material
Material yang digunakan untuk case pada Temperature Control System tipe II sama dengan material yang digunakan untuk pembuatan Temperature Control
commit to user
IV-17
System tipe I yaitu terbuat dari pipa PVC karena tidak ada perubahan terhadap
bentuk rancangan case. Hal ini dikarenakan pipa PVC mempunyai isolasi listrik yang baik dan daya rekat yang baik dengan logam. Selain itu pipa PVC mempunyai sifat baik dalam tahanan terhadap panas, air, minyak, bahan kimia dan abrasi, serta sulit terdegradasi dengan meningkatnya temperatur. Selain itu, pipa PVC mempunyai sifat yang ringan, kekuatan tinggi, dan reaktivitas rendah sehingga apabila material yang digunakan untuk case diganti maka biaya yang dikeluarkan mahal. Namun pipa PVC mempunyai kelemahan seperti pemasangannya yang membutuhkan banyak sambungan dan masih rentan bocor. Material yang digunakan untuk pembuatan case dapat ditunjukkan pada gambar 4.13.
Gambar 4.13 Pipa PVC sebagai material case Perapat
Perapat yang digunakan untuk case pada Temperature Control System tipe II berbeda dengan yang digunakan pada Temperature Control System tipe I. Pada tipe I perapat yang digunakan menggunakan silicone rubber, sedangkan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-18
untuk tipe II menggunakan gasket RTV silicone tipe 650 karena apabila dibandingkan dengan silicone rubber, gasket tipe ini mampu tahan panas mencapai 343oC. Gambar 4.14 merupakan gambar gasket yang digunakan untuk perapat case pada Temperature Control System tipe II.
Gambar 4.14 Gasket RTV silicone tipe 650 Engsel
Tipe engsel yang digunakan pada Temperature Control System tipe I adalah engsel kecil dengan dimensi seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.15.
commit to user
IV-19
Akan tetapi tipe engsel seperti pada gambar 4.15 apabila digunakan untuk pengunci Temperature Control System belum efektif karena terlalu kecil digunakan sebagai pengunci dan pada case yang ada hanya dipasang 2 engsel pada sisi ujung sehingga pada bagian tengah sisi case kurang rapat. Oleh sebab itu, engsel pada Temperature Control System tipe II ini diganti dengan engsel piano stainless yang mempunyai dimensi lebih panjang (Gambar 4.16). Penggantian engsel ini diharapkan case Temperature Control System tipe II dapat menutup dengan rapat karena dimensi engsel yang mempunyai panjang sesuai dengan dimensi panjang case.
Gambar 4.16 Dimensi engsel temperature control system tipe II
Sedangkan gambar 4.17 menunjukkan gambar teknik engsel pada
Temperature Control System tipe II.
Gambar 4.17 Engsel temperature control system tipe II
2. Inlet (saluran masuk udara),
Konsep rancangan
Konsep rancangan yang terdapat pada inlet Temperature Control System tipe II adalah tidak mudah meleleh ketika sistem dijalankan akibat panas yang
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-20
dihasilkan dari elemen pemanas. Jumlah penempatan inlet pada Temperature
Control System dibuat empat dengan posisi menyebar karena pada prinsipnya
panas yang ada pada heat exchanger tidak terkonsentrasi pada satu titik saja. Rancangan inlet pada Temperature Control System tipe II pada dasarnya sama dengan inlet Temperature Control System tipe I jika dilihat dari material yang digunakan, dimensi maupun bentuk desainnya.
Dimensi
Dimensi inlet yang digunakan pada Temperature Control System tipe II sama dengan Temperature Control System tipe I. Hal ini terjadi karena dimensi case yang ada pada Temperature Control System tipe I telah disesuaikan dengan
layout produksi kecap filler tempat alat Temperature Control System ini
diletakkan sehingga dimensi case pada Temperature Control System tipe II sama dengan Temperature Control System tipe I (Gambar 4.18).
Gambar 4.18 Dimensi inlet pada temperature control system tipe II
Sedangkan gambar 4.19 menunjukkan gambar teknik inlet pada Temperature
Control System tipe II.
commit to user
IV-21
Material
Seperti halnya dengan case, material yang digunakan untuk inlet pada
Temperature Control System tipe II sama dengan Temperature Control System
tipe I terbuat dari pipa PVC karena pipa PVC mempunyai sifat baik dalam tahanan terhadap panas, air, minyak, bahan kimia dan abrasi, serta sukar terdegradasi dengan meningkatnya temperatur.
Isolasi panas pada inlet
Isolasi panas pada inlet Temperature Control System tipe II berbeda dengan isolasi panas inlet yang digunakan pada Temperature Control System tipe I. Hal ini dikarenakan isolasi panas yang digunakan pada Temperature Control
System tipe I hanya menggunakan kertas anti panas yang tipis, sehingga inlet
yang ada mudah meleleh akibat panas dari sistem pada saat Temperature
Control System dijalankan. Oleh karena itu, isolasi panas yang digunakan pada Temperature Control System tipe II diganti dengan menggunakan aluminium
0,3 mm (Gambar 4.20). Pemilihan material isolasi panas berupa aluminium dikarenakan aluminium mempunyai sifat tahan panas yang tinggi atau cenderung melepas panas dari pada kertas anti panas yang tipis. Selain itu, aluminium 0,3 mm lebih tebal jika dibandingkan dengan kertas anti panas. Adanya penggantian material ini diharapkan inlet tidak mudah meleleh akibat panas yang dihasilkan dari sistem.
Gambar 4.20 Aluminium 0,3 mm sebagai isolasi panas pada inlet temperature control system tipe II
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-22
Pemberian isolasi panas berupa aluminium 0,3 mm ke inlet ini menggunakan lem araldite rapid warna merah karena lem araldite rapid warna merah mempunyai dua epoxy adhesive yang mempunyai performansi tinggi untuk merekatkan dan cepat kering. Selain itu, lem araldite juga mempunyai kualitas tahan air, tahan minyak dan tahan kimia. Waktu pengesetan untuk lem araldite tipe ini adalah 5 menit. Lem araldite rapid ditunjukkan pada gambar 4.21.
Gambar 4.21 Lem araldite rapid
3. Exhaust (saluran pembuangan udara panas),
Konsep rancangan
Konsep rancangan yang terdapat pada exhaust (saluran pembuangan udara panas) Temperature Control System tipe II adalah sebagai saluran pembuangan udara dari sistem apabila temperatur melebihi kondisi yang dicapai, yaitu antara 33°C-34°C. Saluran pembuangan udara panas (exhaust) berada pada sisi yang berlawanan dengan inlet. Rancangan saluran pembuangan udara panas (exhaust) pada Temperature Control System tipe II dimodifikasi supaya throttle (katup lubang pembuangan) dapat diatur secara akurat, yaitu apabila throttle membuka maka dapat membuka sempurna dan pada waktu throttle menutup maka throttle dapat menutup dengan rapat.
commit to user
IV-23
Gambar 4.22 adalah gambar throttle pada Temperature Control System tipe II.
Gambar 4.22 Rancangan throttle Dimensi
Dimensi exhaust (saluran pembuangan udara panas) yang digunakan pada
Temperature Control System tipe II sama dengan exhaust (saluran
pembuangan udara panas) Temperature Control System tipe I. Hal ini karena
case yang digunakan untuk Temperature Control System tipe II sama dengan case Temperature Control System tipe II. Namun, pada Temperature Control System tipe II, rancangan saluran pembuangan udara panas (exhaust) terdapat
sedikit modifikasi yang digunakan untuk throttle (katup lubang pembuangan). Dimensi throttle pada Temperature Control System tipe II dapat ditunjukkan pada gambar 4.23.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-24
Sedangkan gambar 4.24 menunjukkan gambar teknik throttle yang sudah dirakit dengan Temperature Control System tipe II.
Gambar 4.24 Throttle pada temperature control system tipe II Material
Material yang digunakan untuk exhaust (saluran pembuangan udara panas) pada Temperature Control System tipe II sama dengan Temperature Control
System tipe I, yaitu terbuat dari pipa PVC. Namun, material yang digunakan
untuk throttle (katup lubang pembuangan) berbeda. Pada Temperature
Control System tipe I terbuat dari aluminium 0,15 mm, sedangkan pada tipe II
terbuat dari aluminium 1 mm. Penggantian ketebalan pada material throttle ini karena semakin tebal ukuran ketebalan maka throttle semakin kuat, tidak mudah rusak dan terbakar akibat panas yang dikeluarkan dari sistem.
Isolasi panas pada exhaust
Isolasi panas yang digunakan untuk saluran pembuangan udara panas pada
Temperature Control System tipe II berbeda dengan Temperature Control System tipe I. Pada Temperature Control System tipe I, saluran pembuangan
udara panas hanya dilapisi dengan kertas anti panas. Namun, pada
Temperature Control System tipe II ini dilapisi dengan aluminium 0,3 mm
(Gambar 4.25). Penggantian material serta ketebalan pada isolasi panas ini karena aluminium 0,3 mm mempunyai sifat tahan panas yang tinggi atau cenderung melepas panas daripada kertas anti panas sehingga diharapkan
commit to user
IV-25
halnya pada inlet, untuk merekatkan isolasi panas pada exhaust juga digunakan lem araldite warna merah.
Gambar 4.25 Aluminium 0,3 mm sebagai isolasi panas pada exhaust temperature control system tipe II
4. Isolasi panas case,
Material
Material yang digunakan untuk isolasi panas pada Temperature Control
System tipe II berbeda dengan Temperature Control System tipe I. Isolasi
panas pada case Temperature Control System tipe I terbuat dari serat fiber dan aluminium foil. Sedangkan pada Temperature Control System tipe II ini, isolasi panas terbuat dari serat fiber dan aluminium dengan ketebalan 0,3 mm. Hal ini terjadi karena serat fiber dan alumunium 0,3 mm mempunyai sifat tahan panas yang tinggi daripada aluminium foil sehingga diharapkan case
Temperature Control System tipe II dapat menyerap panas dari sistem yang
dihasilkan. Gambar 4.26 adalah isolasi panas yang digunakan pada case
Temperature Control System tipe II.
(a)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
IV-26 (b)
Gambar 4.26 Isolasi panas yang digunakan pada temperature control system tipe II (a) serat fiber, (b) aluminium 0,3 mm
Pemberian isolasi panas berupa serat fiber dan aluminium 0,3 mm pada case ini menggunakan lem araldite standart warna biru karena lem araldite standart warna biru mempunyai dua epoxy adhesive yang mempunyai performansi tinggi untuk merekatkan. Selain itu lem araldite juga mempunyai kualitas tahan air, tahan minyak dan tahan kimia. Waktu pengesetan untuk lem araldite tipe ini adalah 90 menit. Lem araldite standart ditunjukkan pada gambar 4.27.
commit to user
IV-27