PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... ·...

42
Oleh : Aries Afrianto 2106.030.017 Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto,MT PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA BERTEKANAN PADA PROSES PRODUKSI DI PT. COCA-COLA BOTTLING INDONESIA GEMPOL PLANT

Transcript of PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... ·...

Page 1: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Oleh :Aries Afrianto 2106.030.017

Dosen Pembimbing :Dr. Ir. Heru Mirmanto,MT

PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA BERTEKANAN PADA PROSES PRODUKSI

DI PT. COCA-COLA BOTTLING INDONESIA GEMPOL PLANT

Page 2: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

LATAR BELAKANG

Page 3: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

LATAR BELAKANGDari berbagai peralatan produksi yang

dipakai pada PT COCA-COLA BOTTLINGINDONESIA hampir semuanya memakaiprinsip otomasi berbasis sistem udarabertekanan. Kebutuhan udara pada prosesproduksi ini dipenuhi oleh kompresor jenisscrew.

Page 4: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

PERUMUSAN MASALAH

permasalahan dalam penulisan tugasakhir ini adalah bagaimana cara memilihkompresor yang paling sesuai berdasarkankapasitas dan tekanan dari peralatan yangdigunakan serta kerugian – kerugian tekananpada instalasi perpipaan .

Page 5: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

TUJUAN

1. Perhitungan kapasitas udara yang masuk pada setiap peralatan yang digunakan.

2. Perhitungan Laju aliran masa udara Pada setiapperalatan yang digunakan.

3. Perhitungan kecepatan aliran pada pipa4. Perhitungan kerugian tekanan pada instalasi5. Perhitungan tekanan minimal pada receiver tank6. Perhitungan tekanan maksimal pada receiver tank7. Pemilihan kompresor yang sesuai

Page 6: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

BATASAN MASALAH

1. Tidak memperhitungkan perpindahan panaspada instalasi.

2. Aliran fluida incompresibel.3. Aliran dianggap steady state dan steady flow.

Page 7: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

METODOLOGI Start

Study Literatur dan Survey di PT. COCA-COLA BOTTLING

INDONESIA GEMPOL PLANT

Pengambilan Data

Perhitungan :a. Kapasitas peralatanb. Laju aliran masa udarac. Kerugian tekanand. Kapasitas Totale. Air Receiver Tank

Pemilihan Kompresor

Kesimpulan

Diagram Alir Tugas

Akhir

ya

tidak

Page 8: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Data-Data Hasil Survey Case packer Line 1

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 30,8 mm

Silinder double acting

35 mm x 50mm

38 mm x 85mm

Cartoon Erector Line 1(1&2)

Tekanan Kerja : 5 bar

Diameter luar pipa : 26,2 mm

Silinder double acting

29,5 mm x 50 mm

42,5 mm x 670 mm (2 buah)

32 mm x 450 mm

Warmer line 1

Tekanan Kerja : 4 bar

Diameter luar pipa : 34,5 mm

Pneumatik valve

106 mm x 10 mm (10 buah) Rinser Line 1

Tekanan Kerja : 40 Psi

Diameter luar pipa : 25,6 mm

Kapasitas : 1 cfm

CarbooCooler Line 1

Tekanan Kerja : 3,8 bar

Diameter luar pipa : 2 inch

Pneumatik valve

106 mm x 10 mm (5 buah)

Page 9: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Carton Erector

Rinser

Page 10: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Filler Line 1

Tekanan Kerja : 7,1 bar

Diameter luar pipa : 30,8 mm

Silinder double acting

47 mm x 360mm (70 buah)

Labeller Line 1

Tekanan Kerja : 4,8 bar

Diameter luar pipa : 30,8 mm

Silinder double acting

32 mm x 10 mm

Date Coder Line 1

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 2 inch

Kapasitas

14

Cartoon Sealer line 1

Tekanan Kerja : 4,2 bar

Diameter luar pipa : 30,8 mm

Silinder double acting

30 mm x 225 mm

Case Packer Line 2

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 21,6 mm

Kapasitas

2 liter x produk

UncaserLine 2

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 21,6 mm

Kapasitas

2 liter x produkminL

Page 11: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Labeller

Filler

Page 12: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Mixer Line 2

Tekanan Kerja : 6,8 bar

Diameter luar pipa : 21,5 mm

Pneumatik valve

106 mm x 10 mm (6 buah)

Washer Line 2

Tekanan Kerja : 4 bar

Diameter luar pipa : 33,8 mm

Pneumatik valve

106 mm x 10 mm (12 buah)

Filler Line 2

Tekanan Kerja : 7,1 bar

Diameter luar pipa : 61,1 mm

Silinder double acting

47 mm x 360mm (82 buah)

EBI (Empty Botol Inspector) line 2

Tekanan Kerja : 7 bar

Diameter luar pipa : 21 mm

Kapasitas : 4 cfm

Checkmate Line 2

Tekanan Kerja : 5,4 bar

Diameter luar pipa : 21 mm

Kapasitas

0,8

Datecoder Line2

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 21 mm

Kapasitas

14

hoursm3

minL

Page 13: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Mixer

Checkmate

Page 14: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Palletizer Line 2

Tekanan Kerja : 7,5 bar

Diameter luar pipa : 26,2 mm

Silinder double acting

320 mm x 800 mm (4 buah)

320 mm x 125 mm

80 mm x 400 mm

83 mm x 200 mm

Case Packer Line 3

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 21,6 mm

Kapasitas

0,15 / 1000 bottle

Washer Line 3

Tekanan Kerja : 4 bar

Diameter luar pipa : 33,8 mm

Pneumatik valve

106 mm x 10 mm (12 buah)

UHT line 3

Tekanan Kerja : 5,5 bar

Diameter luar pipa : 26,8 mm

Kapasitas

12

Filler Line 3

Tekanan Kerja : 7,2 bar

Diameter luar pipa : 20,8 mm

Silinder double acting

47 mm x 360mm (63 buah)

hoursm3

hoursm3

Page 15: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Palletizer

Casepacker/Uncaser

Page 16: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

EBI (Empty Botol Inspector) line 3

Tekanan Kerja : 7 bar

Diameter luar pipa : 21 mm

Kapasitas : 4 cfm

Date Coder Line 3

Tekanan Kerja : 5,8 bar

Diameter luar pipa : 21 mm

Kapasitas

14 minL

EBI

Page 17: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Gambar Instalasi perpipaan

Page 18: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

PerpipaanJenis Pipa : SGP pipe SCH 40 (Galvanis)

Diameter Pipa Besar : 0,0525 m Diameter Pipa Kecil : 0,0158 m

Accesories yang digunakan : Komponen-komponen :• Gate valve ∙ Air Dryer• Elbow 900 ∆P : 24000 Pa• Exit jenis reentrant ∙ Oil Separator • Sambungan tee ∆P : 24000 Pa

Page 19: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

PERHITUNGAN

1. Perhitungan Kapasitas Setiap Alat2. Perhitungan Laju Aliran Masa Udara3. Perhitungan Kecepatan Udara4. Perhitungan Kerugian Tekanan5. Perhitungan Kapasitas Total6. Tekanan Minimum Pada Receiver Tank7. Pemilihan Kompresor

Page 20: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kapasitas Udara

Perhitungan kapasitas Silinder Pneumatik Single Acting (digunakan pada peralatan filler dan pneumatik valve)

Dimana :Q = Kapasitas D = Diameter pistonS = Panjang Langkah Rod

SDQ ×=2

Page 21: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kapasitas Udara

24

2

××= SDQ π

Perhitungan kapasitas Silinder Pneumatik Double Acting(Digunakan Pada peralatan Palletizer, Date coder ,dsb)

Dimana :Q = KapasitasD = Diameter pistonS = Panjang Langkah Rod

Page 22: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Laju Aliran Masa Udara

Dimana :

= Laju aliran Udara

= Masa Jenis Udara

V = Kecepatan Aliran udara

A = Luas Penampang Aliran

Q = Kapasitas Alat

Dari Persamaan kontinuitas :

Maka :

ρ

Page 23: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Masa Jenis Udara

Perhitungan massa jenis udara :

RTP

=ρDimana :

Pabsolut = kPaR = 287 ( table Thermodinamika )T = 27

= ( 27˚ + 273˚ )= 300˚K

Page 24: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kerugian Tekanan Mayor

Dimana :

f = friction factor

= masa jenis udara

L = Panjang pipa

D = Diameter Pipa

V = Kecepatan udara pada pipa

Page 25: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kerugian Tekanan MinorDapat dihitung menggunakan rumus :

Atau

Dimana :

f = friction factor k = K faktor untuk accecoris

= masa jenis udara = Ekuivalent Leght untuk acceoris

V = Kecepatan udara pada pipa

Nilai f didapatkan dari fungsi nilai Re da Relative roughnes pada Moddy Diagram

Page 26: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa

Perhitungan kecepatan udara dapat dihitung denganpersamaan :

dimana :V : Kecepatan Aliran UdaraQ : Kapasitas AlatA : Luas Penampang Pipa

AQV =

Page 27: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Reynold numberDapat dihitung dengan rumus :

µρ DV ..Re =

Dimana :

= Masa Jenis Udara

V= Kecepatan Aliran udara

D = Diameter pipa

: Viskositas absolut udara pada temperature 27 ºC

:

µ

Page 28: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Relative Roughnes Pipa

e (Roughnes) Dapat dicari dari tabel roughnes pipa kemudian dapat dicari Relative Roughnes dengan rumus :

.

Dimana :

e = Roughness pipaD = Diameter pipa

Page 29: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Moddy Diagram

Page 30: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

KerugianTekanan PadaTitik 1

Page 31: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

= 63320 Pa

KerugianTekanan PadaTitik 2

Page 32: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Tekanan Minimum Pada Receiver Tank

Pmin = P1+ ΔP Instalasi titik 2+ 101325 Pa= 887038,95 Pa + 63320 Pa+ 101325 Pa= 1051683,85 Pa

Page 33: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Kapasitas Total

Dapat dihitung dengan rumus :

Dimana :P1 = Tekanan Absolut Yang dibutuhkan

V1 = Kapasitas Udara yang dibutuhkan alat

P2 = Tekanan Atmosfer

V2 = Kapasitas Total udara

Page 34: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Pemilihan Kompresor

Jenis : Kompresor screwType : Kaeser D141Kapasitas : 10,8Tekanan : 12 barDaya : 75 Kw

Dari perhitungan di dapatkan kebutuhan udara padaperalatan sebesar dan tekanan sebesar 10,51bar maka dipilih kompresor :

Page 35: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Perhitungan Tekanan MaksimalDari rumus untuk receiver tank

Maka

Page 36: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

KESIMPULANDari Hasil Perhitungan didapatkan :1. Kapasitas udara yang dibutuhkan untuk menjalankan seluruh

peralatan adalah2. Laju aliran udara melalui pipa sebesar 0,291458 .3. Besar kerugian tekanan pada instalasi sebesar 2,0016 bar4. Tekanan minimal pada receiver tank sebesar 10,5 bar5. Tekanan maksimal pada receiver tank sebesar 11,3 bar.

Page 37: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Surabaya, Juli 2009

TERIMA KASIH

Page 38: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Diagram relative roughness pipa

Page 39: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Tabel diameter pipa

Page 40: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Tabel diameter pipa

Page 41: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Tabel Roughness pipa

Page 42: PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA …digilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-9638-2106030017... · Diameter luar pipa : 30,8 mm. ... Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan

Tabel K faktor