1..f/;. SHEll PEf*tANASAN U T K S A MAS A RO TA WA /..q ...
Transcript of 1..f/;. SHEll PEf*tANASAN U T K S A MAS A RO TA WA /..q ...
. . �'.·�.
PERANCANGAN HEAT EXCHANGER OENGAN TYPE 1..f/; . ·.� � t) SHEll .. fUSE UNTUK MENINGKATKAN EFEKTIVITAS WA�/..q;:�:��;� ..... : .. "._· __ .. · ·
PEf*tANASAN DI PT. SINAR MAS A�RO RESOURCES Atftl�.1�� \0· �;�:}�; . TECHNOLOGY Tb .. ·k •. (·�:�---------� ..
- • . • "-,�./� i'i �-·· BELAWAN
-- -
TUCAS SARJANA
.Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratao lljian Sarjana Teknik lndustri- Universitas Medan Area
Medan
Oleh:
DEDlANTO No.Stb: 00.815.0042
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI
FAKUL TAS TEKNIK UNIVERSITAS Ml:OAN AREA
2003
UNIVERSITAS MEDAN AREA
. ·. " . : . . . . . . . . .
.
PERANCANGAN HEAT EXCHANGER OENGA:N
SHELL .. TUBE UNTUK MENINGKA TKAN EFEKTIVl'f AS WAKTU PEMANASAN DI PT. SINAR MAS AGRO RESOURCES AND
TECHNOLOGY .Tbk.
BELA WAN
TVGAS SARJ ANA
Oleb;
DEDIANTO No. Stb: 00.815.0042
l\rlenyetujui :
Meugetahui :
Tuoggal Lu·I us : ................................................. .
DEDIANTO No. Stb: 00.815.0042 00.815.0042
l\rlenyetujui :
Meugetahui :
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Kami yaug Lt:dan<la tangan <libawah ini menyatakan bahwa setelah melakukan : Seminar Pro}Jo!.m.l Tugas Akhir Bimbingan Terhadap ·ruwas Smj<.mii Seminar Draft Togas Sarjana Pemeriksaan/Perbaikan Terhadap Tugas sm-jana
Ter11lli.bp Mahasiswa:
Nama : DEDIANTO ·Ne. Stambuk : 00. 815. 0042 Tempat I Tg.1. Lahir : Tj. Tiram I 24 Desember 1975 Judul Tugas Sarjana : Perancangan Heat Exchanger dengan Type Shell - Tube
untuk meningkatkan efektivitas waktu pemanasan Di PT.8inar Mas Agro R�source� Tedmology. Thk Belawan
Menetapkan Keputusan Hasil Evaluasi Sbb :
L D�at menerima Draft Tugas sarjana 2. Dapat menerima. pembuatan buku Tugas Sarjana dan kt".pacl.a penulisnya
diberikan izin wituk : MENEMPUH UJIAI� AKHIR
Yang diseleogggarakan pada tanggal:
Ttam Pembimbing I Penguji: 1. Ir. Hj. Hamm. AS. MT 2. Ir. M Banjamahor
3. Ir. Kamil Mustafa. MT
Nama : DEDIANTO ·Ne. Stambuk : 00. 815. 0042 Tempat I Tg.1. Lahir : Tj. Tiram I 24 Desember 1975 Judul Tugas Sarjana : Perancangan Heat Exchanger dengan
untuk meningkatkan efektivitas PT.8inar Mas Agro R�source� Belawan
Menetapkan Keputusan Hasil Evaluasi Sbb :
L D�at menerima Draft Tugas sarjana 2. Dapat menerima. pembuatan buku Tugas Sarjana dan kt".pacl.a
diberikan izin wituk : MENEMPUH UJIAI� AKHIR
Yang diseleogggarakan pada tanggal:
UNIVERSITAS MEDAN AREA
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat dan hidayat-Nya
.penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan baik Dengan seg<tla kerendahan
hati penulis menyampaikan sebuah sumbangan buah pikiran dengan judul
"Perancangan Heat Exchanger Dengan Type Shell�tube Unhrk Meningkatkan
Efektivitas \Vaktu Pemanasan di PT. Sinar Mas Agro Regources and
Tech11o!ogy .Tbk Belawan." kepad.a para pembaca.
Penulisan karya ak.hir ini men:pakan Tugas Sa1jana yang (fo1juka11 penulis tmtuk
memenuhi persyaratan ujian Sarjana Teknik Tndustri, Fakultas Teknik Universitas
Medan Area.
Dalam pe!aksanaan dan penyusunan Tugas Sarjana rn1, penulis banyak
me.:ndapatkan bantuan dan peran se1ta yang sangat bennanfaat dari berbagai pihak.
Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Tr. Kamil Must1fa, MT selaku pemhantu Debm l Fakultas Teknik Tnduf,'tri
Universitas Medan Area.
2. Ibu Ir. Haniza A.S. MT seJaku Dosen pembimbing I
3. Bapak Tr. M. Ranjarnahor selaku Dosen pernbimbing TT
4 Bapak Albert Kosasih selaku Manager Factory PT SMART Thk Belawan
5. Rapak Rebo \Vy selaku Kepala T .aboratorium
6. Bapak Agus Salim selaku Supervisor Margarine Pla11t
Efektivitas \Vaktu Agro
Tech11o!ogy .Tbk Belawan." kepad.a para pembaca.
Penulisan karya ak.hir ini men:pakan Tugas Sa1jana yang (fo1juka11
memenuhi persyaratan ujian Sarjana Teknik Tndustri, Fakultas Teknik
Medan Area.
Dalam pe!aksanaan dan penyusunan Tugas Sarjana rn1,
me.:ndapatkan bantuan dan peran se1ta yang sangat bennanfaat dari
itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada
Bapak Tr. Kamil Must1fa, MT selaku pemhantu Debm l Fakultas
Universitas Medan Area.
Ir. Haniza A.S. MT seJaku Dosen pembimbing I
Bapak Tr. M. Ranjarnahor selaku Dosen pernbimbing TT
UNIVERSITAS MEDAN AREA
7. Bapak Petrus selaku Personal & General Affair Head PT. SMART Tbk Belawan
8. Selurnh Dosen dan Pegawai Jumsan Teknik Industri, Universitas Medan Area.
9. Karyaw�n da.n Sta.ff PT. SMART Tbk Belawan
10. Dan seluruh reka.n-rekan r.1ahasiswa yang telah banyak membantu dan na.manya.
tidak dapat 1fauliskan satu persatu.
Teristimewa kepada Ibunda dan Ayahanda tercinta serta adik-adik tersayang
yang telah memberikan dorongan dan doa.
Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Sarjana ini, masih banyak ditemui
kekurangan-kekurangan. Oleh sebab itu penulis dengan senang ha.ti menerima kritikan
dan saran yang bersifat membangun demi kesempumaan Tugas Saijana ini.,
Akhir kata penulis mengharapkan semoga penulisan Tugas Satjana ini dapat
memberikan manfaat bagi kita semua.
Medan, 11Februari2003
Penulis
( Dedi Anto)
telah memberikan dorongan dan doa.
Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Sarjana ini, masih
kekurangan-kekurangan. Oleh sebab itu penulis dengan senang ha.ti
saran yang bersifat membangun demi kesempumaan Tugas Saijana
Akhir kata penulis mengharapkan semoga penulisan Tugas
memberikan manfaat bagi kita semua.
Medan, 11Februari2003
Penulis
UNIVERSITAS MEDAN AREA
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFT AR GRAFIK
D • ..\FTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
ABSTRAKSI
BAB I. PENDAHULUAN
DAFTAR ISi
Halaman
1.1. Latar Belakang Masalah. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Pembatasan Masalah dan Asumsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3. Pentingnya Pemecahan Masalah... .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. 3
1.4. Metodologi Penelitian . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . .. . . . ... ... .. .. 3
BAB II. GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
II.1. Sejarah dan,Gambaran Umum Perusahaan............ .. . .. ... 5
II.2. Struktur Organisasi . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . .. . .. . . 7
II. 3. Tenaga Kerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
II.4. Waktu Kerja .. ... . .. . .. . .. . -�-..................................... 11
II. 5. Sistem Pengupahan dan Kesejahteraan Karyawan . . . . . . . . . . . 11
AR GRAFIK
TAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
ABSTRAKSI
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Pembatasan Masalah dan Asumsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Pentingnya Pemecahan Masalah... .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Metodologi Penelitian . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . .. . . . ...
II. GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
II.1. Sejarah dan,Gambaran Umum Perusahaan............ ..
UNIVERSITAS MEDAN AREA
II.6. Uji Kualitas dan Bahan baku . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Il. 7. Proses Pengolalmn ........... . 16
BAB III .LA�TDASAN TEORI
Ill. I. Per..gertian Haet Transfer ....... . 21
III.2. Mekanisme Perpindahan Kalor .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 21
III.3. Perpindahan Kalor Proses........................................ 2 5
Ill. 4. Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
III.5. Bagian Alat Penukar Kalor Shell dan Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29
IU.6. Mass Velocity (Percepatan Aliran Massa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
III. 7. Bilangan Reynold (Reynold Number).......................... 36
III.8. Koefisien Perpindahan Kalor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
III.9. Temperatur Dinding Tube........................................ 39
III.10 Shell side Pressure Drop (penurunan Tekanan Pada sisi shell). 40
III.11. Tube-side Pressure Drop (penurunan Tekana Pada sisi tube).. 41
III.12. Faktcr Pengotoran (Dirt Factor) . ... . . . .... ........ ................ 42
III.13. Beda Suhu rata-rata Log (.1. TL\frn) .... ......... .. .. ... ....... ..... 44 ,
III.14. Penggunaan Uap (Steam) Sebagai Media Pemanas .. .. ... .. .... 4 5
Ill.15. Pengertian Biaya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
III.16. Elemen-Elemen Biaya .............................................. 47
IV
Ill. 4. . 4. . Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III.5. Bagian Alat Penukar Kalor Shell dan Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IU.6. Mass Velocity (Percepatan Aliran Massa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. 7. Bilangan Reynold (Reynold Number)..........................
III.8. Koefisien Perpindahan Kalor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III.9. Temperatur Dinding Tube.....................................
III.10 Shell side Pressure Drop (penurunan Tekanan Pada
III.11. Tube-side Pressure Drop (penurunan Tekana Pada sisi
III.12. Faktcr Pengotoran (Dirt Factor) . ... . . . .... ........ ............
III.13. Beda Suhu rata-rata Log (.1. TL\frn) .... ......... .. .. ...,
III.14. Penggunaan Uap (Steam) Sebagai Media Pemanas ..
UNIVERSITAS MEDAN AREA
BAB IV. PENGUJ\1PULANDATA
IV. I. Data Proses Pemanasan Pada Sistem Li.una . . . . . . . . . . . . . . . ...... 50
IV.2. Mekanisme Pertukanrn Kalor Sistem Lama . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
IV.3. Waktu Pemauasan Yang Dibutuhkan Pada sistem lama . . . . . . . . 53
IV.4. Pemakaian Energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 54 •
IV.5. Biaya . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55
BAB V. ANALISADANEVALUASI DATA
V.1. Analisa Data ......................................................... 58
V.2. Evaluasi Data . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . . . . . . . 76
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
VI. I. Kesimpulan . .. . . . . .. .. . .. . .. . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . .. . .. . .. . . . . . .. . . 84
VI.2. Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
DfuI<TA.R PUSTAKA
LAMP IRAN
\'
BAB V. ANALISADANEVALUASI DATA
V.1. Analisa Data ...................................................
V.2. Evaluasi Data . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN
VI. I. Kesimpulan . .. . . . . .. .. . .. . .. . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . .. .
VI.2. Saran . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DfuI<TA.R PUSTAKA
LAMP IRAN
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFTAR TABEL
Tabel Halamau
IV. I. Waktu pemanasan RBDPO (palm oil) dengan temp akhir ST'C... 53
IV.2. Pemakaian energi listrik untuk pemanasan 25000 kg RBDPO...... 54
IV.3. Pemakaian steam setiap jam pemanasan air menjadi 80°C.......... 55
IV.4. Biaya Operasional untuk pemanasan 25000 kg RBDPO.... .. .. . . .. 56
IV.5. Biaya Maintenance setiap tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . 57
V.1. Pemakaian energi listrik pada sistem shell-tube............... ....... 77
V.2. Biaya pemakaian energi listrik dan steam pada sistem baru.......... 78
V.3. Biaya Maintenance sistem shell-tube per tahun . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . 80
V.4. Perbandingan Waktu Pemanasan Sistem Jaket dengan Sistem
Shell-tube untuk 25000 kg RBDPO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
V.5. Perbandingan Total Biaya Operasi Sistem Jaket dengan Sistem
Shell-tube Untuk 6 kali pengoprasian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Y.6. Perbandingan Total Biaya Maintenance Sistem Jaket dengan Sistem
Shell-tube per tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
VI
IV.4. Biaya Operasional untuk pemanasan 25000 kg RBDPO....
IV.5. Biaya Maintenance setiap tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ..
V.1. Pemakaian energi listrik pada sistem shell-tube...............
V.2. Biaya pemakaian energi listrik dan steam pada sistem baru...
V.3. Biaya Maintenance sistem shell-tube per tahun . . . . . . . .. . . . . . . .
V.4. Perbandingan Waktu Pemanasan Sistem Jaket dengan Sistem
Shell-tube untuk 25000 kg RBDPO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V.5. Perbandingan Total Biaya Operasi Sistem Jaket dengan Sistem
Shell-tube Untuk 6 kali pengoprasian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Y.6. Perbandingan Total Biaya Maintenance Sistem Jaket dengan
Shell-tube per tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
UNIVERSITAS MEDAN AREA
OAFTAR GRAFIK
Grafik Hal am an
1 Perbandingan waktu pemanasan Sis tern Shell-tube dengan sistem jaket . . . . . . . . 81
.2. Perbandingan Biaya Operasi Sistem Shell-tube dengan sistem jaket untuk
6 kali proses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
\ .3. Perbandingan Biaya Maintenance Sistem Shell-tube dengan Sistemjaket
per tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6 kali proses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Perbandingan Biaya Maintenance Sistem Shell-tube dengan Sistemjaket
per tahun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
UNIVERSITAS MEDAN AREA
OAFTAR GAMBAR
Gamhar Halaman
TT , ,("!, 1 ' . - . • . • l"'I• K ... R,..... T' 1 T"\ .1 -u.;. .:'>tfu.K.wr 1 . .:'.llVl.t\.j i. OK . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. t Aliam panas mdalui dim.ling.......................................... 22
III. 2. Jenis aiat penukar panas plai rala . . . . . . .. .. . . . . . . .. .. . . .. .. .. . . .. . . .. 27
III.3. Heat Exdmnger jenis spiral . . _ . _ _ ... _ ... _ . . . . _ _ . _ . . _ . . .. .... .. _ _ . _ _ . _ 28
III.4. Bentuk umurn susunan tube alat penukar kalor.................... 30
ill.5. Diameter Equivalent tube . .. .. . . .... .. ... .. .. ...... . ....... .... ... . . .... .
T"'Y"T t::.. lll.O. Aiat penukar kalor umum sheH dan tube . .. . .. . , ......... . .. . . .... .
fl!. 7. Bentuk Umum Baffles ................................................ .
III.8. Karakteristik aliran _ . . .............. . ............ .. . .. . ...... ... .. . ... .
III. 9. Lok-d.Si pengotonm . .. ...... .. ... . _ . ........ . . ...... . ....... _ . ... _ .... _ ..
III. 10. Profi1 suhu untuk aHran sejajar dan ia wan arah .................... .
'v·1. '1 . K · ' · t ki · ' · b • • ' · onsrruKs1 ang JaKer anan oaKu marganne .. .. _ ....... _ _ . . . . . . .
VI.2. Flow diagram proses pert.ukar-an panas bahan baku margatme ....
V.1. Rancangan aiat penukar kaior shell dan tube . _ . _ .. _ . · . . .. _ . _ .... . .. .
·v.2. Diag1am aJir mekani:.;me pertukaran kaior sisi:em baru ............ .
. .
36
43
44
51 ..
r" .)L;
...... ' rI
""" IL
III.3. Heat Exdmnger jenis spiral . . _ . _ _ ... _ ... _ . . . . _ _ . _ . . _ . . .. ...
III.4. Bentuk umurn susunan tube alat penukar kalor....................
ill.5. Diameter Equivalent tube . .. .. . . .... .. ... .. .. ...... . ....... ....
T"'Y"T t::.. lll.O. T"'Y"T t::.. lll.O. T"'Y"T t::.. Aiat penukar kalor umum sheH dan tube . .. . .. . , .........
fl!. 7. Bentuk Umum Baffles ................................................
III.8. Karakteristik aliran _ . . .............. . ............ .. . .. . ...... .
III. 9. Lok-d.Si pengotonm . .. ...... .. ... . _ . ........ . . ...... . ....... _ .
III. 10. Profi1 suhu untuk aHran sejajar dan ia wan arah ....................
'v·1. '1 . K · ' · t ki · ' · b • • ' · onsrruKs1 · onsrruKs1 · ' onsrruKs1 ' · onsrruKs1 · ang t ang t JaKer ki · JaKer ki · ' JaKer ' · JaKer · anan b • • anan b • • oaKu b • • oaKu b • • ' oaKu ' marganne · marganne · .. .. _ .......
VI.2. Flow diagram proses pert.ukar-an panas bahan baku margatme
V.1. Rancangan aiat penukar kaior shell dan tube . _ . _ .. _ . · . . ..
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFTAR LAIV1PiRAN
Lampiran Halamau
1. Diagram proses pengolahan rnargarine dan shortening... . . . . . . . . . . . . 87
2. Viscosity dan Specific Heat palm oil . . . . . . . . . . . . . .
) . Thennal Konduktivity for liquid ....................................... .
4. Density fiJr Paln1 Oil . . . . . . . . . · . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . ... . . . . . . . . . . . . . . . � . .
5. Viscosity of Gases ........................................................ .
6. Fig. Viscosity of Gases ................................................. . .
7. Fig. S peciftc heat of gases . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .... .
S. Thermodynamic Properties of Stearn .................................. .
9. Heat Exchanger Condenser and Tube Data ............................ .
l 0. Tube Sheet Lay out (Tube Counts) ...................................... .
l. Approximate Overall Designs Coeffisients ............................. .
12. Fouling Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
l 3. Tube-side Heat Transfer Curve ...................................... .
. Tube-side Friction factors ............................. , . . . . .. ... . .. . . . .. . . . .
l . . hell-side heat Transfer Cmve ............................................. .
. Shell-side friction factor ..................................................... .
l . Fa1.:tor konversi Satuan . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . . .. . ..... ..... . . .. . . . .. . . . .. . . . . . .
88
OA ()';!
90
91
93
94
96
97
99
100
101
102
1 "" lV-'
104
105
4. Density fiJr Paln1 Oil . . . . . . . . . · . · . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . ... . . . . . . . . . .
5. Viscosity of Gases .................................................
6. Fig. Viscosity of Gases .................................................
7. Fig. S Fig. S peciftc heat of gases . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
S. Thermodynamic Properties of Stearn ..................................
9. Heat Exchangeangean r Condenser and Tube Data ............................
l 0. Tube Sheet Lay out (Tube Counts) ......................................
l. Approximate Overall Designs Coeffisients .............................
12. Fouling Factor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Tube-side Heat Transfer Curve ......................................
. Tube-side Friction factors ............................. , . . . . .. ...
UNIVERSITAS MEDAN AREA
ABSTRAKSI
De<lianto, "Pentr.cangan Heat Ex.changer dengaa Type SlteU-Tu.be untuk
Meningkatkan Efektivitas \Vaktu Pemanasan44, dibawah bimbiugan
k. Hj. Ha.o.ir,a. A.S. J'tlT sebagai pemhimhing r dan Ir. M. B:mjarnahor sehagai
pemhimhing n.
PT. Sinar Mas Agro Resources and Tecnclogy.Tbk (Sivf.A.RT) Bela.wan
rc1erupakan sualu badan Usaha Penan.aman Modal Dalam Negeri (P"tvIDN) yang berada
dibawah naungan grup SINAR MAS yang berpusat di Jakarta_ PT. SMART Tbk ini
berkedudukan di Belawan tepatnya di. jalan Belmera Barn TI yang berada kira-kira
25 Km dari kota Medan.
Permasalahau yang senng dihadapi oleb_ pihak perusahaan adalah meagenar.
i.vaktu pemanasan bahan baku yang cukup lama untuk keperluan preses karena alat
ang digun.aka11 m1tuk pt:manasG.n m.empm1yai kapa.sitas. perpindahan kalor hanya
165 i 7 Kcal/hr.
Hal ioi menyebabkan perlunya tambahan waktu untuk mempro.duk.si margarme
ang berkualit<<.). Selain itu juga diperlukaxmya biaya operasional yang tebih besar
ntuk proses tersebut datl tentunya efesiensi biaya pc:oduks.i tidak dapat dilakukarL
Sehubungan dengan hai tersebut diatas penulis melakukan perencanaan sistem
proses pemanasan yang barn (shell-tube) dengan kapasitas_ perpindahart kalor s.ebes.ar
Kcal/hr sehi.ngga v.raktu serta biaya produksi dapat diefektitkan.
PT. Sinar Mas Agro Resources and Tecnclogy.Tbk
rc1erupakan sualu badan Usaha Penan.aman Modal Dalam Negeri
dibawah naungan grup SINAR MAS yang berpusat di Jakarta_
berkedudukan di Belawan tepatnya di. jalan Belmera Barn TI
25 Km dari kota Medan.
Permasalahau yang senng dihadapi oleb_ pihak perusahaan a
i.vaktu pemanasan bahan baku yang cukup lama untuk keperluan
ang digun.aka11 m1tuk pt:manasG.n m.empm1yai kapa.sitas. perpindahan
i 7 Kcal/hr.
Hal ioi menyebabkan perlunya tambahan waktu untuk mempro.duk.si
ang berkualit<<.). berkualit<<.). Selain itu juga diperlukaxmya biaya operasional
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Berdasarkan pcrhitungan yang dilakukan penulis, bahwa efektifitas w-aktu yang
dihasilkan dari perbandingan sistem jaket (sistem yang sudah ada) dengru1 sistem
sheU-t-ube (sistem b�m) adalah 79,4 % dan penghematan biaya operasional pemakaian
listrik dan steam untuk peman£1.san 25000 kg palm oil yaitu Rp. 22.348 _ Sedangkan
_penghematan biaya maintenance setiap tahunya adalah Rp. 1.268.394.
UNIVERSITAS MEDAN AREA
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Perma�alaban
Dalam proses pembuatan m�rgarine, banyak parameter yang sangat menentukan
ialitas margarine ya11g diproduksi, salah satunya adalah temperatur fat blend
margarine. Temperatur fat blend ini dipenganihi oleh temperatur bahan baku yang akan
iolah sehingga kristal margarine dan shortening yang terbentuk menjadi sempurna dan
produk akhir menjadi lebih stabil dengan waktu simpan yang relatif cukup lama.
emperatur rata-rata fat blend pada setiap jenis produk yang diproduksi oleh PT .
Tbk adalah 57 °C.
lTntuk mencapai temperatur fat blend yang diinginkan pada awal proses bahan
aku yang akan diolah terlebih dahulu dipanaskan hingga temperatur 5 7°C. Sistem
nasan yang dilakukan selama ini adalah dengan memakai tangki yang berjaket air
as, dan untuk memanaskan bahan baku tersebut membutuhkan waktu .yang relatif
Hal ini rnengakibatkan produksi yang dihasilkan menjadi sedikit dan
butuhkan tambahan waktu produksi untuk bisa rnencapai target kuantitas produksi
g direncanakan. Selain itu biaya operasi proses juga rnenjadi lebih mabal kare.'la
untuk mengoperasikan peralatan cukup lama. Dengan demikian efisiensi biaya
wak'1u operasi tidak dapat dilakukan.
margarine. Temperatur fat blend ini dipenganihi oleh temperatur bahan
iolah sehingga kristal margarine dan shortening yang terbentuk menjadi
produk akhir menjadi lebih stabil dengan waktu simpan yang
emperatur rata-rata fat blend pada setiap jenis produk yang
Tbk adalah 57 °C.
lTntuk mencapai temperatur fat blend yang diinginkan pada
aku yang akan diolah terlebih dahulu dipanaskan hingga temperatur
nasan nasan yang dilakukan selama ini adalah dengan memakai tangki
as, dan untuk memanaskan bahan baku tersebut membutuhkan
Hal ini rnengakibatkan produksi yang dihasilkan menjadi
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Sehubungan dengan hal lersebut penulis tertarik untuk membahas mengena1
pengubahan sistem pertukaran panas pada U1npan bahan baku urrtuk mer.ingkatkan
efektivitas waklu operasi yang l:entw1ya akan meningkatkan efisiensi biaya dan wakiu
.. • · k 1 h · • • · · d· s· ,.,, • ang mgunaKan umu · pengu a an marganne uan snurrerrmg pa a 1. i. 1 DK
Beiawan.
1.2. Pemhatasan lVfasalah dan Asumsi
Daiam memecahkan masaiah efoktivitas w&ktu pemaaasarr irn periu diadakan
··1batasan-pembatasan masalah agar tujuan yang diharapkan lebih ierar·ah da:n
rperinci. Adapun batasan masaiah yang di sajikan pada Tugas Sarjana ini adardh :
1. ivforencanakan alat yang dipak:ai unl:uk sistem pemanasan yang barn.
� M , ,. • r , · . • . . , .d . .t.. i 1emoanamgKan e1-eKt1v1tas waKm pemanasan s1�iem rama engan s1�·n�rn
pemanasan yang baru.
3. Membandingkan biaya operasionai perniatan proses pemanasan �istem lama
dengan sistem yang barn .
1. Data yang diperoleh dianggap benar
2. Temperatur dan laju alirnn in-let steam <lianggap kunstant
3. Temperalur dan laju aliran in-let RBDPO dianggap konstani-
4. Spesifik heat fluida dianggap konstant pada hntasan shed dan tube
5. Pengaruh suhu lingk.ungan diluar sist-em dianggap nol.
2
Pemhatasan lVfasalah dan Asumsi
Daiam memecahkan masaiah efoktivitas w&ktu pemaaasarr irn
batasan-pembatasan masalah agar tujuan yang diharapkan
rperinci. Adapun batasan masaiah yang di sajikan pada Tugas Sarjana
1. ivforencanakan alat yang dipak:ai unl:uk sistem pemanasan yang
� M , ,. • r , · . • . . , .t.. � M .t.. � M i � M i � M 1emoanamgKan � M 1emoanamgKan � M , 1emoanamgKan , ,. • 1emoanamgKan ,. • e1-eKt1v1tas r , e1-eKt1v1tas r , · . e1-eKt1v1tas · . waKm • . Km • . pemanasan s1�iem . , s1�iem . , . , rama . ,
pemanasan yang baru.
3. Membandingkan biaya operasionai perniatan proses pemanasan
dengan sistem yang barn .
1. Data yang diperoleh dianggap benar
2. T dan laju alirnn in-let <lianggap kunstant
UNIVERSITAS MEDAN AREA
DAFTAR PUSTAKA
'
1. Abichoiri Hasbu, " Satuan Pengukuran dan Faktor Konversi" Umuk kalangan.
sendiri, PT. ARUN Natural Gas and Liquefaction Co.
2. Agus Sudibyo " PengendaliaLt Mutu Pada lndustri Minyak dan Lemak Pangan",
Depa1temen Pe1industrian dan Perdagangan , Bogor 1996
3. Blocker, Jhon G, and Wletmer. W. Keith, "Cost Accounting", Third Edition�
Mc Grand-Hill Book Company 1955
4. Donald Q. Kern,"Process Heat Transfer", International F....ditiou.
McGRAW - HILL Book Company (Chemical Engineering Seties) 1950
5 . Hadi Broto.S, "rV"iasalah Akuntansi" Lembaga Penecbit Fakuf.tas Ekonomi
Universitas Indonesia 1977
6. Hartarto .D. " Ak:untansi Untuk Usahawan", Lem:baga Penerbit Fakultas
Ekonomi Universitas Indonesia 1981
7. J.P Holman, Alih bahasa Ir. E. Jasjfi M.Sc. " PeqJirulahan Kakir"
Erlangga 1995
8. Karl I.Ulrich & Steven D. Eppinger AJih bahasa Nora Azmi "Perancaagan. dan.
Pengembangan Produk" Penerbit Salemba T ektlika 200 l.
9. Poul de Garmo & Jhon R, "Engit1eering Economy" Mac Millan Publishing Co.
New York 1973
10. Technical Departement PT. Prakarsa Langgeng Maju Bersama "' Heat. Transfer''
Untuk Kalangan Sendiri
Blocker, Jhon G, and Wletmer. W. Keith, "Cost Accounting",
Mc Grand-Hill Book Company 1955
Donald Q. Kern,"Process Heat Transfer", International
McGRAW - HILL Book Company (Chemical Engineering Se
Hadi Broto.S, "rV"iasalah Akuntansi" Lembaga Penecbit
Universitas Indonesia 1977
Hartarto .D. " Ak:untansi Untuk Usahawan", Lem:baga
Ekonomi Universitas Indonesia 1981
J.P Holman, Alih bahasa Ir. E. Jasjfi M.Sc. " PeqJirulahan
Erlangga 1995
Karl I.Ulrich & Steven D. Eppingegeg r AJih bahasa Nora Azmi
Pengembangan Produk" Penerbit Salemba T ektlika 200 l.
UNIVERSITAS MEDAN AREA
T B.-:ne
TM1,M2
Diagram Proses Pengolahan Margarine Dan Shortening PT. SMART.Tbk Belawan
T 401
Lampiran 1
T 203 T 210 T 306
Fill Line 1
T 412
Fill Line 2
1111 PL
p 503
A 508-A509 p 524 p 528 Keterangan Gambar : TM1,M2 = TangkiRBDPO T401 =Premixer P 503 =HighPressurepump T M3 = Tangki CNO T 412 =Buffer tank A508,509 =Crystallizer Perfector T M4,M5 = Tangki RBDST T 601 =Remelt tank P524,528 =Pin Rotor machine T 203,210 = Tangki Emulsifier T 306,301 = Tangki Water Phase
PL c: Plasticator Fill Linel,2 = Fiiling Station Line 1 dan 2
T 412 1111
p 503
A 508-A509 p Keterangan Gambar : TM1,M2 = TangkiRBDPO T401 =Premixer T M3 = Tangki CNO T 412 =BuffT M4,M5 = Tangki RBDST T 601 =Remelt T 203,210 = Tangki Emulsifier T 306,301 =
PL c: Plasticator Fill Linel,2
UNIVERSITAS MEDAN AREA
Thermal konduktivilyfor liquid .r
68 11 0 099 Hepty l al cob ol ( n-) . . . . . . . . . . . . . . 0. 094 ac1 · · · · 167 o 091 50 % . . . 68 ; 0. 20 l h l . ) 86 0: 093 Acetone. .. . .. .. .. .. .. . . . .. R5 i O. l 02 Hoxy nlco o ln- .. . . . . . . . · . . · . . , 67 0 090 / i01 . 0.095 • .
Allyl al cohol .. . . .. · · · · · · · · · · 1r::�g1 g · �g4 Ker06ene. . . . . . . . . . . . .......... 1 166
87
0. 086 Ammonia . ..... . . . . . . · · · · · · · ·
I 0. 081 Ammonia, aq ueo\1.9 26 % . . . . . , 68 0. 261 140 1 0. 29 Laurie acid. ........ . . .. .. . 212 0.102
Ar�H'!oahc�lt(�:)::::: : : : ........ : : II �� i g: g� Mercury..... . . .. . .. .. .. .. .. . .. . 82 �: �4 I 212 0. 089 Methyl aclohol 100 3. . . . . . . . . . . . . 68
Ani!ine
So O 088 8 0 % . . . . . . . . . . . 68 0. 154 i lli/ 0.087 GO% ...... . . . . . . 1 68 0.190 . ::l2-t1S: 0. !00 ti .... .
.. .
· . .. 1 �� g: ��!
Benzene ................ . j 8G: 'J.0\12 122 0. 1 1 4 I HO; 0.087 Chloride ..................... 1· 5 0.111
Broruobe117.ene.............. . ; ::!{i j g:g�� l , 86 0.089 Hut vi acetate (n-) ..... . . . . . ... . . . :ii'-85� 0. 08.'i i Nitrobeozene .. . ..... . ... . .. . . . . · I 86 0. 095 Ai coho! (n-) . . ...... . ... . ... .. ' 85 ! 0. 0·�7 � 212 0. OS& ; Cq
..
N
_
1.lrumeth11.ne ... . . .. . . .. . .. . . . . · 1 86 0. 125 (iso-)....... . . .. . !40 0.120 ,, ... • ) 86 0 . 084 Calcium cillt.ricie brine 20 % ...... . i 86 0 39 I ,;onan;; (n- · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
140 0.082 157c 1 so:;!o'.34 i i Carbon dirnlph:<ie.......... · l 86 ! 0.093 (n-).... .. . 86 0.08 3 ' 167 I 0.088 • . . .. .. HO 0.081
Tetre.chlor;<le ............ .' . . . · 1 32 I 0. 107 : Oils 155 0·1 I 0
0 ·.
09083
4 ' Castor ....................... . Chlorobenz:ene ...... . . ... · . · · · · · · I Chloroform . .. .. . .... . .... .. . · · · · 1 8
866 0o._o0�08 Olive ........................ . Cymene (para) .................. .
140 0.079 Oleic acid ...................... . Deca.ne (n-) ..................... , Dichlorodifi uoromethane ......... .
I I
Dichlorneth a no . ... . . . . . . . . . . .. .. I Dichlorometh&.ne ... . .... .. · · · · · · · j
. I
Ethyl acetate .... . .......... .. .. -I Alcohol 100 3 ................ .
803 ................ . 603 . . .... . .. . . . .. .. . 403 . . ... . .. . ...... . . 203 ...... .......... .
1003 ..... ........... . Benicene . . . ..... .. . .......... . ·
Bromide ...................... ' Ether .......... .' . . . . . . . . . . . .. .
fodide . ... . . .. . . .. . .. . . . . ... . .
Ethylen.: glycol. ................ .
Gaaoline ....................... . Glycerol 100% .................. .
��::::::::::::::::::: ! <i03 .................. . 203 .......... ........ .
100% . . . .. · , . . , . . , . . . . . ·I I .. t ( ) i nep a!le ,n- ................... . :
Hexane (n-) .... .... . ... ......... I I
85 0.085 1 40 0. 083
20
I 0.057
60 0. 05 3 100 0.048 140 I o.o-t3 180 0.038 1221 0.082
5 0.111 86 0.096 68 68 68 68 68 68
122 86
140 68
86 167 1 04 167
32
0. 101 0. 105 0. 137 0. 176 0.224 0.281 0.087 0.086 0.082 0.070 0. 080 0.078 0.064 0.063 0.153
86 0.078 68 0.164 68 0.189
Pa.lmitic acid ................. . . . Paraldehyde .................... .
Peotane (n-) . . • • . . . . . . . . . . . . . . . •
Perchloroethylene ............... . Petroleum ether ................ .
Propyl alcohol (n-) .. .. . . . . . . . . . . .
Alcohol (i.30-) . . . . . . . . . . . . . . . . . •
Sodium ........................ .
Sodium chloride bri ne 25.0 3 ..... . 12.53 ..... .
Ste&ric acid .................... . Sulluric acid 90 3 .............. . . . 603 . . . .. . .. .. . ... . .
. 30% ............... . Sulfur dioxide .................. .
Toluene ........................ .
tJ-trichloroethane .......... . ..... . T.richloroethylene ............... . TurpP.11tine ..................... .
68 o. 220
I v &aeline ....................... .
�� I g:��� We.ter ........................ .. 212 ! 0.164 �
II I 9
M ! n n�� � 1 i 4(JI. u: 079 i
I 86 0.080 II Xylene ................. . 140 I 0. 078 I ................. .
5 8 0.104 212 0.100 68 0.097 212 0. 095 212 0.0925
212 0.0835 86 0.084
212 0.078 86 0 . 07 8 .
167 0.074 122 0. 092
86 0.075 167 0.073
86 0.099 167 0.09 5
86 0.091 14.0 0.090
212 49 41 0 46
86 0.33 86 0.34
212 0.0785 86 0.21 86 0.25 86 0.30
5 0.128 86 0.111
86 0. 086 167 0.084 122 0.077 122 0.080
59 0.074
59 0.106
32 0.330 86 0.358
i4o I o.a81 � 7;;,
I ij :;.-• .> - ..., . """'
68 0. 090 !\8 0.090
•From Perry, J. H., "Chemical Enginee!'1l' Ho.ndbook," 3d ed., McGraw-Hill Book Com'pany, Inc., Now York, HlSO.
Broruobe117.ene.............. . ; ::!{i j g:g�� l acetate (n-) ..... . . . . . ... . . . :ii'-85� 0. 08.'i i Nitrobeozene .. . ..... .
coho! (n-) . . ...... . ... . .... .. .. ' ' 85 ! 0. 0·�7 � ; Cq
..
N 1.lrumeth11.ne ... . . .. . .(iso-)....... . . .. . ,, ... • )
Calcium cillt.ricie brine 20 % ....... . i 86 0 39 I ,;onan;; (n-_I ,;onan;; (n-_,, ... • I ,;onan;; (n-,, ... • · · · · · · · · · · ·
157c 1 1 so:;!o'.34 so:;!o'.34 so:;!o'.34 86 so:;!o'.34 86 0 so:;!o'.34
0 39 so:;!o'.34
39 i i
on dirnlph:<ie.......... · l 86 ! 0.093 (n-).... .. . ' 167 I 0.088 • • • . . Tetre.chlor;<le ............ .' . . . · 1 ' 1 ' 32 I 0. 107 : : Oils 15
5 0·1 5 0
1 5 0·1 ·I I 0
0 ·.
09083
4 ' Castor .................Chlorobenz:ene ...... . . ... · . · · · · · · I Chloroform . .. .. . .... . .... .. . · · · · 1 8
866 0o._o0o._o0 0o._o0o._o�08 Olive ........................ Cymene (para) .................. . 1 . 1
140 0.079 Oleic acid ...................... Deca.ne (n-) ..................... , Dichlorodifi uoromethane ......... .
I I
Dichlorneth a no . ... . . . . . . . . . . .. .. I Dichlorometh&.ne ... . .... .. · · · · · · · j
. I
acetate .... . .......... .. .. -I -I Alcohol 100 3 ................ .
-I .
-I 803 ................ .
603 . . .... . .. . . . .. .. . 403 . . ... . .. . ...... . . 203 ...... .......... .
1003 ..... ........... . Benicene . . . ..... .. . .......... . ·
85 0.085 1 40 0. 083 0. 083 0.
20
I I 0.057
60 0. 05 3 100 0.048 140 I o.o-t3 180 0.038 1221 0.082
5 0.111 86 0.096 68 68 68 68 68 68
122 86
0. 101 0. 105 0. 137 0. 176 0.224 0.281 0.087 0.086
Pa.lmitic acid ............Paraldehyde ...............
Peotane (n-) . . • • . . . . . . . . . . . .
Perchloroethylene ........Petroleum ether ................
Propyl alcohol (n-) .. .. .
Alcohol (i.30-) . . . . . . . . . . . . .
Sodium ........................
Sodium chloride bri ne 25.0 12.53
Ste&ric acid .................... Sulluric acid 90 3
UNIVERSITAS MEDAN AREA