perancangan pirolisis asap cair berkapasitas...

PERANCANGAN PIROLISIS ASAP CAIR BERKAPASITAS

100KG/PROSES

BAHAN BAKU SEKAM PADI

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu

Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin.

Disusun Oleh :

ERIC ALBERT JOHANSAH

NIM : 201210120311185

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2017

PERANCANGAN PIROLISIS ASAP CAIR DENGAN

KAPASITAS 100KG/PROSES BAHAN BAKU SEKAM PADI

ERIC ALBERT J (201210120311185)

DosenPembimbing : 1. Ir. Ali Mokhtar, MT

2. Dra. Roro Heni Hendaryati, MT

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN


Asap cair adalah cairan kondesat dari asap yang telah mengalami

penyimpanan dan penyaringan untuk memisahkan tar dan bahan-bahan

partikulat. Dengan mengkondesasikan asap hasil pembakaran yang tidak

sempurna.

Bahan tabung pemanas : Stainless steel 304

Kapasitas tabung pemanas : 100 kg

Tebal plat tabungpemanas : 2 mm

Tinggi tabung pemanas : 1146,5 mm

Diameter tabung pemanas : 500 mm

Tinggi tutup tabung pemanas : 174,5 mm

Bahantabung kondensor : Stainless steel 304

Diameter tabungkondensor : 300 mm

Tinggi tabung kondensor : 550 mm

Bahan pipa spiral pipa tembaga tipe K

Ukuranpipa : 1 inchi

Panjangpipaspiral : 15,705 m

Diameter lilitan pipa spiral : 250 mm

Jumlahlilitanpipaspiral : 14 lilitan

Jarak lilitan pipa spiral : 5 mm

Bahantabungpenampung : Stainless steel 304

Tinggi tabungpenampung : 500 mm

Diameter tabungpenampung : 200 mm

Spesifikasi Pirolisis:

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN PIROLISIS ASAP CAIR DENGAN KAPASITAS

100KG/PROSES BERBAHAN BAKU SEKAM PADI

Diajukan kepada :


Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Nama : ERIC ALBERT JOHANSAH

NIM : 201210120311185

Malang, 26 Januari 2017

Yang telah disahkan oleh :

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Malang

Ir. Daryono, MT

NIP. 108.8909.0124

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Ali Mokhtar, MT

NIP. 108.9109.0234

Dra. Roro Heni Hendaryati, MT

NIP. 108.8909.0125

LEMBAR ASISITENSI TUGAS AKHIR

Nama : Eric Albert Johansah

NIM : 201210120311185

Program Studi : Strata Satu (S1)

Bidang Keahlian : Konversi Energi

Judul : Perancangan pirolisis asap cair dengan kapasitas 100kg/proses

berbahan baku sekam padi

Pembimbing I : Ir. Ali Mokhtar, MT

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 22 – 07 – 2016 Konsultasi judul dan BAB I

2 22 – 07 – 2016 ACC BAB I

3 27 – 09 – 2016 Konsultasi BAB II

4 16 – 11 – 2016 ACC BAB II

5 16 – 11 – 2016 Konsultasi BAB III

6 13 – 12 – 2016 ACC BAB III

7 13 – 12 – 2016 Konsultasi BAB IV

8 16 – 01 – 2017 ACC BAB IV

9 16 – 01 – 2017 Konsultasi BAB V

10 17 – 01 – 2017 ACC BAB V

11 16 – 01 - 2017 Konsultasi Gambar

12 17 – 01 - 2017 ACC Gambar

13 17 – 01 – 2017 Konsultasi naskah publikasi dan PPT semhas

14 17 – 01 - 2017 ACC naskah publikasi dan PPT semhas


Dosen Pembimbing I

Ir. Ali Mokhtar, MT

NIP. 108.9109.0234

Mengetahui :


Ir. Daryono, MT

NIP. 108.8909.0124

LEMBAR ASISITENSI TUGAS AKHIR


NIM : 201210120311185

Program Studi : Strata Satu (S1)

Bidang Keahlian : Konversi Energi

Judul : Perancangan pirolisis asap cair dengan kapasitas 100kg/proses

berbahan baku sekam padi

Pembimbing II : Dra. Roro Heni Hendaryati, MT

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 09– 08 – 2016 Konsultasi judul dan BAB I

2 29 – 09 – 2016 ACC BAB I

3 29 – 09 – 2016 Konsultasi BAB II

4 29 – 09 – 2016 ACC BAB II

5 27 – 11 – 2016 Konsultasi BAB III

6 15 – 12 – 2016 ACC BAB III

7 15 – 12 – 2016 Konsultasi BAB IV

8 12 – 01 – 2017 ACC BAB IV

9 17 – 01 – 2017 Konsultasi BAB V

10 17 – 01 – 2017 ACC BAB V

11 17 – 01 - 2017 Konsultasi Gambar

12 17 – 01 - 2017 ACC Gambar

13 17 – 01 – 2017 Konsultasi naskah publikasi dan PPT semhas

14 17 – 01 - 2017 ACC naskah publikasi dan PPT semhas


Dosen Pembimbing II

Dra. Roro Heni Hendaryati, MT

NIP. 108.8909.0125

Mengetahui :


Ir. Daryono, MT

NIP. 108.8909.0124

LEMBAR PERNYATAAN

Saya yang bertandatangan di bawahini :


NIM : 201210120311185

Tempat Tanggal Lahir : Probolinggo, 23 Juli 1993

Jurusan : TeknikMesin

PenulisSkripsiberjudul :Perancangan Pirolisis Asap Cair Berkapasitas

100kg/proses Berbahan Baku Sekam Padi

Denganinimenyatakanbahwa :

1. Isi dari Tugas Akhir yang saya buat adalah benar-benarkaryasendiridantidak

menjiplak karya orang lain (PLAGIASI),selain nama-nama yang termaksut di isi

dan tertulis di daftar pustaka dalam Tugas Akhir ini.

2. Apabila dikemudian hari ternyata Tugas Akhir yang saya tulis terbukti hasil jiplakan,

maka saya akan bersedia menanggung segala resiko yang akan saya terima.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran.


Yang menyatakan,

Eric Albert Johansah

NIM. 201210120311185

ABSTRAK

Sekam padi merupakan salah satu limbah yang pemanfaatanya masih sedikit.

Padahal sebenarnya, limbah sekam padi dapat dimanfaatkan bahan pengawet makanan.

Limbha sekam padi dimanffatkan dalam proses pembuatan asap cair dengan proses

pirolisis. Asap cair telah lama digunakan sebagai pengawet makanan menjadikannya

cair secara ekonomis, memudahkan penyimpanan, praktis, dan lebih aman.

(Sri Aulia Novita,2011) asap cair dari sekam padi setelah pirolisis dikategorikan

dalam grade 3 yang dapat dijadikan pupuk cair dan obat luka. Sedangkan untuk grade 1

dapat dijadikan sebagai fungsi formalin sebagai bahan panagan alami (Solichin,2008).

Asap cair yang sudah dipisahkan tadi berdasarkan titik didihnya maka diujikan ke

bakteri untuk dilihat daya antibakteri dan antioksidannya serta melihat

potensipencokltan fraksi-fraksi asap cair.

Maka didapatkan spesifikasikan alat distilasi dengan dimensi badan oven

diameter 550 mm bahan stainless steel 304, tinggi 1146,5 mm. Pipa kondensor

berukuran 1 inchi, susunan pipa kondensor berbentuk spiral, bahan kontruksi pipa

tembaga type K, jarak pipa spiral 5 mm, panjang pipa 15,72 meter, jumlah lilitan 10

lilitan dan bahan tabung kondensor stainless steel 304.

Kata kunci : sekam padi, pirolisis, asap cair

ABSTRACT

Rice husk is one whose use was still a little waste. When in fact, waste rice

husks can be used preservatives. Limbha dimanffatkan rice husks in the process of

making liquid smoke by pyrolysis. Liquid smoke has long been used as a food

preservative liquid making it economically, easy storage, practical, and more secure.

(Sri Aulia Novita, 2011) liquid smoke from rice husk after pyrolysis categorized in

grade 3 which can be used as liquid fertilizer and cure wounds. As for grade 1 can be

used as a function of formaldehyde as a natural panagan (Solichin, 2008). Liquid smoke

that has been separated earlier by the boiling point is then tested for the bacteria to be

antibacterial and antioxidant and see potensipencokltan fractions of liquid smoke.

Then obtained motivate distillation apparatus with body dimensions of 550 mm

diameter oven stainless steel 304, 1146.5 mm high. Condenser pipe size of 1 inch,

spiral-shaped arrangement of the condenser pipe, copper pipe construction material type

K, a distance of 5 mm spiral pipe, pipe length 15.72 meters, the number of coil

windings 10 and condenser tube material stainless steel 304.

Keywords: rice husks, pyrolysis, liquid smoke

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan segala barokah dan hidayah serta rahmat-Nya sehingga saya dapat

menyelesaikanTugasAkhirdenganjudul “Perancangan Pirolisis Asap Cair

Berkapasitas 100kg/proses Berbahan Baku Sekam Pad ” .Saya menyadari bahwa

tanpa bantuan dari berbagai pihak tidak mungkin dapat menyelesaikan pembuatan

Tugas Akhir ini.Untuk itu sayamengucapkan terima kasih atas bimbingan dan

bantuannya kepada :

1. Tuhan Yang Maha Kuasa

2. Kedua orang tua dan saudara sayayang selalu memberikan dukungannya.

3. Bapak Ir.Ali Mokhtar, MT selaku dosen pembimbing I yang selalu

membimbing dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Bapak Dra. Roro Heni Hendaryati, MT selaku dosen pembimbing II yang

selalu membimbing dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

5. Seluruh dosen dan staf pengajar di jurusan teknik mesin universitas

muhammadiyah malang.

6. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2012 khususnya kelas D selalu

memberikan motivasi dalam penyelesaian tugas akhir ini.

7. Teman-teman KKN 41 2015 UMM yang telah memberikan pengalaman dan

ide menarik dalam pengerjaan tugas akhir ini.

8. Para anggota grup line Teknik Mesin Kelas D 2012 yang selalu dapat

meluangkan waktu untuk melaksanakan kegiatan ngopi bersama.

Semua pihak lain yang turut membantu pembuatan tugas akhir ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang sebesar-besarnya atas

segala kemurahan hati dan kebaikan kepada pihak yang telah membantu.Saya

menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini masih banyak kekurangan dan

keterbatasan dalam pembuatan tugas akhir ini, untuk itu saya sangat berterima kasih

atas saran dan kritik yang bersifa tmembangun sehingga dapat meningkatkan

kemampuan saya dimasa yang akan datang.


Eric Albert Johansah

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

POSTER ....................................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI .......................................................................... iii

BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR ..................................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN ......................................................................................... vi

ABSTRAK.................................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................................. viii

KATA PENGANTAR .................................................................................................. ix

DAFTAR ISI ................................................................................................................ xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3 TujuanPerancangan .................................................................................... 3

1.4 Batasan masalah ......................................................................................... 3

1.5 Manfaat Perancangan ................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5

2.1 Asap Cair .................................................................................................... 5

2.1.1 Macam-macam asap cair ........................................................................ 8

2.1.2 manfaat asap cair .............................................................................. 10

2.2 Pengertian Gasifikasi ................................................................................. 11

2.2.1 Syarat Proses Gasifikasi .................................................................. 12

2.3 Sekam ......................................................................................................... 13

2.4 Pirolisis ....................................................................................................... 16

2.4.1Macam-macam Proses Pirolisis ................................................................ 18

2.5 PengertianDestilasi ..................................................................................... 21

2.6 Perinsip Kerja Destilator ............................................................................ 24

2.7 Perpindahan Panas ...................................................................................... 25

2.8 Perhitungan kekuatan dinding .................................................................... 30

2.9Jenis- JenisKondensor ................................................................................. 35

2.10Perpindahan panas pada kondensor ........................................................... 37

BAB III METODE PERANCANGAN ........................................................................ 45

3.2 Diagram Alir ............................................................................................... 45

3.3 Komponen Alat Distilasi ............................................................................ 46

3.3.1 daftar persyaratan ................................................................................ 46

3.3.2 penggalian konsep produk .................................................................. 47

3.3.2.1 dimensi dan berat .......................................................................... 47

3.3.2.2tampilan .......................................................................................... 48

3.3.2.3 rangka ............................................................................................ 48

3.3.3 cara pengolahan bahan ........................................................................ 48

BAB IV PERHITUNGAN ........................................................................................... 50

4.1 Data Teknis Perancangan ........................................................................... 50

4.1.1 perhitungan ukuran minimum tabung pemanas .................................. 50

4.2 Perancangan Dimensi Tabung Pemanas ..................................................... 50

4.2.1 tabung pemanas ................................................................................... 50

4.2.2 tutup tabung pemanas berbentuk kerucut ............................................ 52

4.3 Perancangan Dimensi Tabung Penampung Asap Cair ............................... 54

4.3.1 perhitungan minimum tabung penampungan Asap Cair ..................... 54

4.3.1.1 tabung penampung Asap Cair ....................................................... 54

4.4 Perhitungan Kekuatan Dinding Tabung Pemanas ...................................... 55

4.5 Perhitungan Proses Rambat Panas .............................................................. 56

4.6 Laju Aliran Uap .......................................................................................... 57

4.7 Perhitungan TeganganTabung Pemanas ..................................................... 58

4.7.1 tekanan akibat beban ........................................................................... 59

4.7.2 tekanan uap akibat temperatur ............................................................ 59

4.7.3 kekuatan yang bekerja pada sisi ketel ................................................. 60

4.8 Perencanaan Kondensor ............................................................................. 60

4.8.1 aliran dalam pipa ................................................................................. 61

4.8.2 luas aliran dalam pipa ( Aa ) ............................................................... 62

4.8.3 aliran air di luar pipa ........................................................................... 63

4.9 Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan ................................................ 65

4.2 Perancangan Dimensi Tabung Cyclone ...................................................... 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 70

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 70

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 71

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Asap cair grade 3 ...................................................................................... 8



Gambar 2.4 Sekam ....................................................................................................... 14

Gambar 2.5 Bagian yang menunjukkan arah aliran kalor ............................................ 27

Gambar 2.6 Konduksi kalor satu dimensi .................................................................... 27

Gambar 2.7 Perpindahan kalor konveksi dan sudut ..................................................... 28

Gambar 2.8 Kekuatan belah ......................................................................................... 32

Gambar 2.9 Kekuatan putus ......................................................................................... 33

Gambar 2.10 Kekuatan belah pada pipa api ................................................................. 34

Gambar 2.11 Kondensor terpilin (coil condensor) ....................................................... 36

Gambar 2.12 Kondensor turbular ................................................................................. 36

Gambar 2.13 Ilustrasi kondensasi asap menjadi cair .................................................... 38

Gambar 3.1 Diagram alir .............................................................................................. 45

Gambar 4.1 Tabung Pemanas ....................................................................................... 52

Gambar 4.2 Tutup Tabung Pemanas ............................................................................ 53

Gambar 4.3 Segitiga Untuk Perbandingan Trigonometri ............................................. 54

Gambar 4.4 Kekuatan dinding tabung .......................................................................... 55

Gambar 4.2 Tutup Tabung Pemanas ............................................................................ 67

Gambar 4.3 Segitiga Untuk Perbandingan Trigonometri ............................................. 68

DAFTAR PUSTAKA

https://produkkelapa.wordpress.com/2012/10/08/jual-asap-cair-pengawet-akanan-alami/

http://asapcair.cahayacoconut.com/2014/02/manfaat-asap-cair.html

http://asapcair.cahayacoconut.com/2014/02/pengertian-asap-cair.html

http://asapcair.cahayacoconut.com/

http://text.123dok.com/document/21397-rancang-bangun-alat-pirolisis-untuk-

pembuatan-asap-cair-dengan-memanfaatkan-limbah-tempurung-

kelapa.htm

https://id.wikipedia.org/wiki/Gasifikasi

https://id.wikipedia.org/wiki/Sekam

https://arumaarifu.wordpress.com/2010/02/05/apa-itu-pirolisis/

Holman, J.P (1994). Perpindahan Kalor

Sri Aulia Novita. Kinerja Dan Analisis Tekno-Ekonomi Alat Penghasil Asap Cair

Dengan Bahan Baku Limbah Pertanian

https://www.scribd.com/document/326745552/Gasifikasi-Biomassa-Sekam-Padi

perancangan pirolisis asap cair berkapasitas...

Documents