perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

LAPORAN TUGAS AKHIR

MODIFIKASI KONDENSOR SISTEM DISTILASI ETANOL

DENGAN MENAMBAHKAN SISTEM SIRKULASI AIR

PENDINGIN

Disusun oleh:

BENNY ADAM I8311007

DEKA HERMI AGUSTINA I8311009

DONSIUS I8311011

GINANJAR ADY GUNAWAN I8311021

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA

2014

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang mana atas rahmat dan

karunia-Nya penyusun dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan

baik. Penyusunan Laporan Tugas Akhir bertujuan untuk memenuhi salah satu

syarat yang harus dilaksanakan mahasiswa dalam menyelesaikan Program Studi

Diploma III Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil dari

hasil percobaan yang telah dilakukan. Melalui kesempatan ini penyusun

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D., selaku Ketua Program Studi

DIII Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Ir. Arif Jumari, M.Sc., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir.

3. Orang tua yang telah memberikan doa dan semangat kepada kami.

4. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir

ini.

Penyusun menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih banyak

kekurangan, oleh sebab itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari para pembaca untuk kesempurnaan laporan ini. Semoga Laporan

Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penyusun khususnya dan bagi para

pembaca umumnya.

Surakarta, Agustus 2014

(Penyusun)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................. i

Lembar Pengesahan ........................................................................................ ii

Lembar Konsultasi .......................................................................................... iii

Kata Pengantar ................................................................................................ v

Daftar Isi .......................................................................................................... vi

Daftar Tabel .................................................................................................... viii

Daftar Gambar ................................................................................................. ix

Daftar Simbol .................................................................................................... x

Intisari ............................................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ........................................................................ 1

B. Rumusan Masalah .................................................................... 2

C. Tujuan....................................................................................... 2

D. Manfaat..................................................................................... 2

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka ..................................................................... 3

A.1. Perpindahan Panas ......................................................... 3

A.2. Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) ........................... 3

A.3. Alat Penukar Panas Kompak ………………………….. 4

A.4. Radiator .......................................................................... 6

B. Kerangka Pemikiran ................................................................ 8

BAB III METODOLOGI

A. Rangkaian Kegiatan ................................................................ 9

B. Alat dan Bahan.......................................................................... 11

C. Desain Alat ............................................................................... 13

D. Lokasi Pembuatan .................................................................... 14

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

E. Langkah Kerja ......................................................................... 14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil ........................................................................................ 15

A.1. Desain Alat ..................................................................... 15

A.2. Pengoperasian Alat ......................................................... 16

A.3. Pengujian ........................................................................ 17

B. Pembahasan .............................................................................. 19

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan .............................................................................. 22

B. Saran ........................................................................................ 22

Daftar Pustaka ................................................................................................. 23

Lampiran ......................................................................................................... L-1

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Hasil Pengukuran Temperatur Sistem Sirkulasi pada Sistem

Pendingin Air Kondensor pada Distilasi Etanol …………………….. 18

Tabel IV.2 Analog Suhu Rata-rata pada Beberapa Percobaan ............................... 19

Tabel IV.3 Analog Perhitungan Desain dan Percobaan Tiap Tanggal Percobaan .. 19

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Susunan Pelat-Sirip ……………………...……………………….... 5

Gambar II.2 Pipa Tunggal Bersirip …………………………………………….... 5

Gambar II.3 Skema Kerangka Pemikiran ………………………………………... 8

Gambar III.1 Rangkaian Alat Sirkulasi Air Pendingin Kondensor ……………... 13

Gambar IV.1 Sistem Sirkulasi Air Pendingin Kondensor ………………………. 15

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

DAFTAR SIMBOL

Q = Panas (kj/jam)

m = Massa (kg)

Hv = Heating Value (kj/jam)

Thi = Temperatur air panas masuk radiator (K)

Tho = Temperatur air dingin keluar radiator (K)

Tci = Temperatur udara dingin masuk radiator (K)

Tco =Temperatur udara panas keluar radiator (K)

A = Luas permukaan (m2)

∆TLMTD= Log Mean Temperature Difference (K)

k = konduktivitas thermal (kj/kg.k)

µ = Viscosity (cp)

D = Diameter (m)

G = Mass Velocity (kg/jam.m2)

Re = Bilangan Reynold

Pr = Bilangan Prandlt

Nu = Bilangan Nusselt

hi = Koefisien konveksi fluida panas (w/m2.K)

Cp = Kapasitas panas (kj/kg.k)

St = Bilangan Staton

ho = Koefisien konveksi fluida dingin (w/m2.K)

UC = Koefisien perpindahan panas clean (w/m2.K)

UD = Koefisien perpindahan panas overall (w/m2.K)

Rd = Fouling factors

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

INTISARI

Benny Adam, Deka Hermi Agustina, Donsius, dan Ginanjar Ady Gunawan 2014. ”Modifikasi Kondensor Sistem Distilasi Etanol Dengan Menambahkan Sistem Sirkulasi Air Pendingin”. Program Studi Diploma III Tenik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Perpindahan panas adalah perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan temperatur diantara benda atau material. Pada perpindahan panas, energi berpindah dari fluida panas ke fluida dingin. Proses perpindahan panas dalam kondensor terjadi antara uap hasil distilasi yang bertemperatur tinggi dengan air kondensor yang bertemperatur rendah. Panas dari uap berpindah ke air pendingin, hal ini menyebabkan turunnya temperatur uap dan perubahan fase menjadi cair (pengembunan), sedangkan temperatur air pendingin menjadi naik (pemanasan). Karena naiknya temperatur air pendingin selama proses distilasi berlangsung, maka air pendingin harus dibuang dan diganti dengan air pendingin yang baru. Modifikasi kondensor ini bertujuan untuk mendinginkan dan mensirkulasikan air pendingin kondensor, sehingga dapat menghemat penggunaan air.

Sistem sirkulasi air pendingin ini terdiri dari radiator, fan dan pompa. Luaspermukaan perpindahan panas radiator yang dibutuhkan berdasarkan perhitungansebesar 4,7 m2, sedangkan luas permukaan perpindahan panas radiator yang digunakan sebesar 6 m2. Radiator yang digunakan berupa radiator bekas yang masih layak pakai. Laju alir pompa yang digunakan sebesar 12 liter/menit.

Selama proses distilasi berlangsung, air pendingin kondensor mengalami kenaikan temperatur. Air yang bertemperatur tinggi dialirkan melalui tube dengan bantuan pompa, pada saat bersamaan udara dialirkan melalui dinding radiator dengan menggunakan kipas. Dalam radiator terjadi transfer panas dari air ke udara, hal ini menyebabkan air mengalami penurunan temperatur sedangkan udara mengalami kenaikan temperatur. Air yang telah mengalami penurunan temperatur dialirkan kembali ke dalam kondensor. Proses pendinginan dan sirkulasi dilakukan secara berulang untuk menjaga suhu air pendingin kondensor tetap dingin.

Dari hasil pengujian didapatkan koefisien perpindahan panas overall sebesar 141,88 W/m2.K , fouling factors sebesar 0,0025 dengan ∆TLMTD sebesar 4,52 K dan penurunan temperatur air sebesar 4,62 K. Sedangkan berdasarkan percobaan terakhir (28/06/2014) didapatkan koefisien perpindahan panas overallsebesar 127,6 W/m2.K dengan ∆TLMTD sebesar 5,03 K dan penurunan temperatur air sebesar 4,6 K.