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 :


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:


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


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


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............ ..


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 ..


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


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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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 . _ . _ .. _ . · . . ..


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 ............................. , . . . . .. ...


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


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.


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


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


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.


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


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


1..f/;. SHEll PEf*tANASAN U T K S A MAS A RO TA WA /..q ...

Documents

Transcript of 1..f/;. SHEll PEf*tANASAN U T K S A MAS A RO TA WA /..q ...