Rancangan dan Uji Performansi Alat Pemindahan Panas (Hear exchanger) dengan Memanfaatkan Energi Panas Gas Buang Ketel-Uap untuk Pengeringan

(1)

(2)

FITE

00f1/

SKRIPSI

RANCANGAN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMINDAH

PANAS

(HEAT EXCHANGER)

DENGAN MEMANFAATKAN

ENERGI PANAS GAS BUANG KETEL-UAP UNTUK

PENGERINGAN

Olelt: LEVIS SASRAHADI F 29.1745 1997 FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

(3)

Levis Sasrahadi. F 29.1745. Rancangan dan Uji Performansi Alat Pemindah Panas (!-leal j';xchollger) dengan Memanfaatkan Energi Panas Gas Buang Ketel-Uap untuk Pcngcringan. Di bawah bimbingan Ir. H. KUSEN MORGAN, MS.

RINGKASAN

Peng!,'1lnaan ketel-uap dibidang pertanian sudah banyak dilakukan terutama dalam

pengolahan hasil pertanian, diantaranya sebagai alatpembangkit uap, yang digunakan

untuk pcnyulingan atau perebusan. Berdasarkan hasil pengujian ketel-uap yang akan

digllnakan untuk penyulingan minyak atsiri, diperoleh efisiensi ketel-uap rata-rata

56,99 pcrsen Hal ini berarti panas yang dihasilkan oleh bah an bakar untuk ketel-uap

hampir setengahnya terbuang ke lingkllngan.

Salah satu upaya memanfaatkan energi panas yang terbuang yaitu dengan

menambah alat pemindah panas (heal exchanger) pad a ketel-uap. Keuntungan dari alat pcmindah panas adalah udara panasnya dapat digunakan untuk pengeringan (Shield,

1961)

TlIjuan dari penelitian ini adalah (I) merancang alat pemindah panijS (heal

exchanger) jenis lempeng logam dengan memanfaatkan energi panas gas buang dari

ketel-llap untuk disalurkan ke alat pengering dan (2) memperoleh data uji performansi

alat, suhu pengeringan yang dicapai dan energi panas yang diperoleh.

Tahapan penelitian ini meliputi: (1) penelitian pendahuluan, (2) perancangan, (3)

pembuatan alat, (4) pengujian alat, (5) pengolahan data dan (6) pembuatan laporan.

Rancangan yang dibuat disesuaikan dengan ketel-uap sederhana tegak jenis pipa

apl. Alat pemindah panas yang dibuat ini digunakan untuk pengermgan yang

(4)

Alat pemindah panas ini terdiri atas bagian utama, yaitu: saluran udara, saluran gas

buang, selubung pemindah panas dan plat pemindah panas. Pembuatan alat dilakukan

di Bengkel Mekanisasi Pertanian, FA TET A, IPB, Bogor.

Dari uji performansi alat, suhu yang dihasilkan alat pemindah panas tertinggi

sebesar 91°C pad a kecepatan putar poros kipas 2.200 rpm menggunakan tenaga

penggerak turbin uap. Sedangkan suhu terendah yang dicapai sebesar 44,7oC pada

kecepatan putar poros kipas 680 rpm menggunakan tenaga penggerak motor listrik.

Berdasarkan debit udara yang dihasilkan alat pemindah panas tertinggi sebesar

0,12012 n/Is pada kecepatan poros kipas 2.200 rpm. Sedangkan debit udara terendah

yang dicapai sebesar 0.0 I 008 m'/s pada kecepatan putar poros kipas 680 rpm.

Energi panas yang dihasilkan alat pemindah panas tertinggi sebesar 34.153.1 kJ

pada kecepatan putar poros kipas 1 460 rpm menggunakan tenaga penggerak motor

listrik Seciangkan cnergi panas lerendah yang dicapai alat pemindah panas sebesar

315.8 kJ pada kecepatan putar poros kipas 680 rpm.

Elisiensi energi panas alat pemindah panas tertinggi sebesar 54,48% pad a

kecepatan pular poros kipas 1.460 Sedangkan efisiensi energi panas terkecil yang

dicapai alat pemindah panas sebesar 2, I 0% pada kecepatan putar poros kipas 680

(5)

RANCANGAN DAN UJI PERFORMANSI ALAT PEMINDAH

PANAS

(HEAT EXCHANGER)

DENGAN MEMANFAA TKAN

PENGERINGAN

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERT ANIAN

Pada Jurusan Mekanisasi Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Olel!:

LEVIS SASRAHADI F 29.1745

1997

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN

PANAS

(HEA T EXCHANGER)

DENGANMEMANFAATKAN

PENGERINGAN

SKRIPSI

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

LEVIS SASRAHADI

F

29.1745

Dilahirkan pada tanggal 2 Agustus 1973

di Jambi

Tanggallulus 31 Januari 1997

(7)

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat

rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Rancangan

dan Uji Performansi Alat Pemindah Panas (Heat 10:changer) dengan Memanfaatkan

Energi Panas Gas Buang Ketel-Uap untuk Pengeringan.

Pad'a kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

Bapak Jr. H. Kusen Morgan, MS., sebagai Dosen Pembimbing yang telah

mcmberikan bimbingan, dorongan dan pengarahan selama penclitian hingga

tersusunnya skripsi ini.

Bapak Jr. R. Godfried Sitompul, sebagai Dosen Penguji yang telah memberikan masukan-masukan dan pengarahan selama penyelesain penulisan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Jr. Sam Herodian, MS., sebagai Dosen Penguji yang telah

membetikan kritik, saran dan pengarahan selama penyelesaian penulisan skripsi ini.

4 Ibnnda dan keJnarga (Aa" Rifi, Lucky, Adek, Mbak Mila dan Mbak Lina)

yang dengan keiulusan hati dan kasih sayang senantiasa memberikan dukungan

moril maupun materiil pad a penulis selama ini.

5. 0001 Syafrudin, 0001 GJempong, 0001 Hidayat dan 0001 Yusuf yang dengan

(8)

6. Tri Mawan dan Haderi, yang scnasib sepcnanggungan, suka-duka dan saling

pengertian serta kebersamaannya diantara satu tim Boiler sclama penelitian

hingga penyelesaian penuJisan skripsi ini.

7. Bapak Karjio, Bapak Parma dan Bapak And;' yang tclah mcmbantu penuJis

dalam pembuatan hingga alat ini dapat berfungsi.

8. Dudy, Hinson, Leny, Nowee, Iyod, Rika, Seno, Adi, Nanang, Putu, Slamet,

Anto, Ina, Lia dan teman-teman di Sakinah serta teman-teman AE'29 yang

tclah mcmberikan bantuan dan dukungan moril selama penelitian.

9. Selllua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

I'cnulis mcnyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari scmpurna. olch karena itu

kritil, dan saran dari pcmbaea sangat penulis harapkan. Akhirnya scmoga tulisan ini

bcnnanfaat bagi pcmbaca dan kita sell1ua.

Bogor. februari 1997

Pcnulis

(9)

DAFTAR lSI

KATA PENGANTAR. DAFTAR lSI

DAFTAR TABEL .... DAFTAR GAM BAR .. DAFTAR LAMPIRAN .. I. PENDAHULUAN

A. LAT AR BELAKANG ...

B. TUJUAN PENEUTIAN ..

II. TINJALIAN PlISTAKA

A. (' ARA PENGERING .. \N

B. PEMANASAN UDARA .

C PEMIDAH PANAS

D. KETEL-UAP ..

E. MINYAK TANAI·L

III. METODE PENELITIAN

A. WAKTU DAN TEMPA T PENELITIAN ..

I. Waktu

2. Tempat Penelitian.

B. BAHAN DAN ALAL.

I. Bahan ..

2. Instrument dan Alat Ukur ...

C PROSEDUR PENELITIAN ..

I. Mempelajari Karakteristik dari Ketel-uap .. 2 Perancangan dan Pembuatan Ala! ...

iii

Halaman

. ... I ...•... 111

. ... VI

. ... VII

. .... VIII

· . 1

. ... 2

]

· . 5

.. 6

8

... 12

· 15 .. 15 . ... 1 5

. . . . ... 15 ..15 . .. 15 . .. 16

..16

(10)

3. Pengujian . · .18 4. Analisis Perfonnansi ... . .. 19

IV. PENDEKATAN RANCANGAN

A KRITERIA RANCANGAN ... .23

B. RANCANGAN FUNGSIONAL . ..26

I. Saluran Udara . · .26

2. Saluran Gas Buang. . .. 26

3. Selubung Pemindah Panas ... · .27

4. Plat Pemindah Panas ... 27

C

RANCANGAN STRUKTURAL. .27

I. Saluran Udara .. · .27

2. Saluran Gas Buang .. 27

3. Selubung Pemindah Panas. 28

4. Plat Pemindah Panas .. 28

V. PEMBAHASAN

A PROTOTIPE ALAT .. 40

I. Saluran Udara .. .42

2. Saluran Gas Buang .42

3. Selubung Pemindah Panas .. ..43

B. SISTEM KERJA ALAL . .44

C

PENGUJIAN PERFORMANSI ALA T ... .47

I. Suhu . .47

2. Energi Panas ... 51

3. Efisiensi Energi Panas ... . .. 53

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

FITE

00f1/

SKRIPSI

PANAS

(HEAT EXCHANGER)

DENGAN MEMANFAATKAN

PENGERINGAN

Olelt: LEVIS SASRAHADI F 29.1745 1997 FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN

INSTITUT PERT ANIAN BOGOR

(101)