perancangan destilator bioetanol dari tetes … fileallah swt atas limpahan rahmat dan hidayah-nya,...
TRANSCRIPT
i
PERANCANGAN DESTILATOR BIOETANOL DARI
TETES TEBU KAPASITAS 5 LITER/JAM
Disusun Oleh:
GURUH DWI BAHTIAR
09510052
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
vi
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, puji syukur kami panjatkat kepada
ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dapat
menyelesaikan skipsi ini dengan judul “PERANCANGAN DESTILATOR
BIOETANOL DARI TETES TEBU KAPASITAS 5 LITER/JAM”. Adapun maksud
penyusunan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
sarjana teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Seiring penyusunan Skripsi ini, terdapat hambatan serta rintangan yang
dihadapi, namun berkat bantuan dari beberapa pihak segala kesulitan itu terasa
ringan dan dapat teratasi. Ungkapan terima kasih atas jasa baik yang selama ini
telah diterima, baik nasihat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan tersebut
disampaikan kepada :
1. Ayahanda Suwito Setyobudi dan Ibunda Sudanik, yang selalu
memberikan bantuan materil maupun non materil, mendo`akan,
mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan. Adik ku
Della, Pisza yang menjadi inspirasi.
2. Bapak Ir. Sudarman, MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama
penyusunan skripsi ini dilakukan.
3. Ibu Dra.Rr Heni Hardaryati, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya
skripsi ini.
vii
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Bapak/Ibu Dosen, TU Jurusan Teknik Mesin, Lab Mesin yang telah
bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara
langsung maupun tidak langsung.
6. Keluarga Besar yang selalu memberikan semangat dan doa`nya selama
penempuhan studi.
7. Nasrul an Nafiq, Mochamad Billal dan Jony Wahyudi yg setia
menemani dan member support saya dalam pengerjaan tugas akhir.
8. Tema-tema teknik mesin angkatan 2009 .
9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas
bantuan selama ini.
Dalam Skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh
sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan
untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga Allah SWT memberikan sifat
rahim-Nya kepada kita semua semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan
pembaca.
Malang, 22 Januari 2015
Guruh Dwi Bahtiar
viii
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 ....................................................................................................... xu
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 4
1.3 Tujuan Perancangan .......................................................................... 4
1.4Manfaat Perancangan ......................................................................... 4
1.5 Batasan Masalah................................................................................ 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3
2.1 Tetes Tebu ......................................................................................... 6
2.2 Pengertian Umun (etanol) ................................................................. 6
ix
2.3 Pengertian Distilasi ........................................................................... 8
2.4 Prinsip Kerja Destilator ..................................................................... 11
2.5 Proses Pembuatan Etanol .................................................................. 12
2.6 Perpindahan Panas ............................................................................ 14
2.7 Dimensi Tabung Destilator ............................................................... 20
2.8 Proses Rambat Panas Alat Distilasi .................................................. 22
2.9 Penguapan Etanol .............................................................................. 23
2.10 Uap Yang Mengalir Lewat Dalam Pipa Kondensor ....................... 24
2.11 Menentukan Perpindahan Panas Konveksi Dalam Pipa ................. 26
2.12 Menentukan Kondisi Aliran Lawan Arah Pada Kondensor ............ 26
2.13 Menentukan Panjang Pipa Kondensor ............................................ 27
BAB III METODELOGI PERANCANGAN ..................................................... 29
3.1 Tinjauan Umum ............................................................................... 29
BAB IV PERHITUNGAN .................................................................................. 32
4.1 Data Teknis ...................................................................................... 32
4.1.1 Perhitungan Ukuran Minimum Tabung Pemanas .................... 32
4.2 Perancangan Dimensi Tabung pemanas............................................ 33
4.2.1 Ketel Pemanas ......................................................................... 33
4.2.2 Tutup Tabung Pemanas ........................................................... 34
4.3 Perancangan Dimensi Tabung Penampung Etanol ........................... 36
4.3.1 Perhitungan Minimum Tabung Penampungan Etanol ............ 36
4.3.1.1 Tabung Penampung Etanol .................................................. 37
x
4.4 Perhitungan Proses Rambat Panas .................................................... 37
4.5 Laju aliran Uap .................................................................................. 38
4.6Perhitungan Tegangan Pada Ketel ..................................................... 39
4.6.1 Tekanan Akibat Beban ............................................................ 39
4.6.2 Tekanan Uap Akibat Temperatur ............................................ 40
4.6.3 Tegangan Radial Yang Bekerja Pada Sisi-Sisi Ketel .............. 41
4.7 Perencanaan Kondensor .................................................................... 41
4.7.1 Aliran Dalam Pipa ................................................................... 42
4.7.2 Luas Aliran Dalam Pipa .......................................................... 43
4.7.3 Aliran Air di luar Pipa ............................................................. 44
4.8 Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan ....................................... 46
4.9 Perhitungan Tegangan Pada Dinding Pipa ........................................ 48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 49
5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 49
5.2 Saran .................................................................................................. 50
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51
LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Konversi Bahan Baku ............................................................` 12
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pembuatan Bioetanol ..............................................13
Gambar 2.2 Bagian penunjuk arah aliran Kalor ......................................16
Gambar 2.3 Konduksi Kalor Satu Dimensi ............................................17
Gambar 2.4 Perpindahan Kalor Konveksi Dan Sudut Plat ....................18
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan .................................................31
Gambar 4.1 Tabung Pemanas .................................................................34
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel ukuran pipa tembaga type K
Lampiran 2 Tabel sifat-sifat air
Lampiran 3 Tabel sifat sifat udara
Lampiran 4 Tabel berat jenis etanol
Lampiran 5 Ganbar destilator
Lampiran 6 Gambar Ass Tungku
Lampiran 7 Gambar Ass Tungku
Lampiran 8 Gambar Ass Ketel Pemanas
Lampiran 9 Gambar Part Ketel Pemanas
Lampiran 10 Gambar Part Tutup Ketel
Lampiran 11 Gambar Ass Kondensor
Lampiran 12 Gambar Part Tabung kondensor Dan Tabung Penampung
Lampiran 13 Gambar Pipa Tembaga Tipe K
Lampiran 14 Gambar Bantalan
Lampiran 15 Gambar Part Tambahan
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Suryanto, dkk. 2004.kimia 3B. Jakarta: grasindo,2004
Juwita, Ratna 2012. Studi Produksi Alkohol Dari Tetes Tebu, 2012
Humphrey, L Jimmy ,Keller II, E george.1997.Separation Proccess
Technologi. USA: MC Graw Hill, 1997
Holman J.P, Jasjfi.E .1994. Perpindahan Kalor Edisi ke Enam. Jakarta :
Erlangga, 1994
Tamrin Drs, Dkk. 2003. Rahasia Penerapan Rumus-Rumus Fisika SMP.
Surabaya : Gitamedia Press, 2003
https://www.academia.edu/7248691/Membuat_Bioetanol_dari_Tetes ;
diakses 03-07-2013
http://rumus-online.blogspot.com/2010/05/rumus-matematika-rumus-
volume-limas.html ; diakses 03-07-2013
http://klikbelajar.com/umum/pengertian-kalor-dan-perambatannya/ ;
diakses 04-07-2013
http://ridwanaz.com/umum/alam/pengertian-kalor-dan-macam-macam-
cara-perpindahan-panas/; diakses 03-07-2013
http://rolanrusli.com/destilasi ; diakses 04-07-2012
http://ndarucs.blogspot.com/2010/02/distilasi.html ; diakses 04-07-2012
http://www.htysite.com/bio%20etanol%2002.htm ; diakses 04-07-2012
http://id.scribd.com ; diakses 04-07-2012
http://id.wikipedia.org/wiki/Lingkaran ; diakses 04-07-2012
http://www.slideshare.net/hermanibrahim1/penghitungan-yield-etanol;
diakses 04-07-2012