perancangan pirolisis asap cair berkapasitas...
TRANSCRIPT
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
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
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 :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
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
Malang, 26 Januari 2017
Dosen Pembimbing I
Ir. Ali Mokhtar, MT
NIP. 108.9109.0234
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP. 108.8909.0124
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 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
Malang, 26 Januari 2017
Dosen Pembimbing II
Dra. Roro Heni Hendaryati, MT
NIP. 108.8909.0125
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP. 108.8909.0124
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan di bawahini :
Nama : Eric Albert Johansah
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.
Malang, 26 Januari 2017
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.
Malang, 26 Januari 2017
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 2.2 Asap cair grade 2 ...................................................................................... 9
Gambar 2.3 Asap cair grade 1 ...................................................................................... 10
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