Presentasi ProgressMario Radityo P.

Kamis, 10 Maret 2016

Latar Belakang -> Nur Cholis, 2010• Pada proses pengeringan, udara panas adalah faktor

paling penting untuk menentukan efisiensi dari spray dryer.

• Cara pengeringan bisa dengan pemanas listrik atau pemanas pompa kalor, namun untuk wilayah lembab lebih baik dengan pemanas refrijerasi dengan dehumidifier agar udara bisa lebih kering.

• Panas yang diterima partikel selain untuk penguapan juga untuk menaikkan suhu partikel, maka temperatur diperhatikan agar tidak merusak partikel.

Pegertian Pengeringan• Pengeringan merupakan proses penghilangan

sejumlah air dari material.• Dalam pengeringan, air dihilangkan dengan prinsip

perbedaan kelembaban antara udara pengering dengan bahan makanan yang dikeringkan.

• Material biasanya dikontakkan dengan udara kering yang kemudian terjadi perpindahan massa air dari material ke udara pengering.

Mekanisme Pengeringan1. Air bergerak melalui tekanan kapiler.2. Penarikan air disebabkan oleh perbedaan

konsentrasi larutan disetiap bagian bahan.3. Penarikan air ke permukaan bahan disebabkan

oleh absorpsi dari lapisan- lapisan permukaan komponen padatan dari bahan.

4. Perpindahan air dari bahan ke udara disebabkan oleh perbedaan tekanan uap.

Parameter Spray Dryer• Suhu pengering yang masuk : Semakin tinggi suhu udara yang

digunakan untuk pengeringan maka proses penguapan air pada bahan akan semakin cepat, namun suhu yang tinggi memungkinkan terjadinya kerusakan secara fisik maupun kimia pada bahan yang tidak tahan panas.

• Suhu pengering yang keluar : Suhu pengering yang keluar mengontrol kadar air bahan hasil pengeringan (bubuk) yang terbentuk.

• Viskositas bahan (larutan) yang masuk : Viskositas bahan yang akan dikeringkan mempengaruhi partikel yang keluar melalui nozel. Viskositas yang rendah menyebabkan kurangnya energi dan tekanan dalam menghasilkan partikel padaatomization.

• Jumlah padatan terlarut : Jumlah padatan terlarut pada bahan yang masuk diatas 30% agar ukuran partikel yang terbentuk tepat.

Parameter Spray Dryer• Tegangan permukaan : Tegangan permukaan yang tinggi dapat

menghambat proses pengeringan, umumnya untuk menurunkan tegangan permukaan dilakukan penambahan emulsifier. Emulsifier juga dapat menyebabkan ukuran partikel yang keluar dari nozzle lebih kecil sehingga mempercepat proses pengeringan.

• Suhu bahan yang masuk : Peningkatan suhu bahan yang akan dikeringkan sebelum memasuki alat akan membawa energi sehingga proses pengeringan akan lebih cepat.

• Tingkat volatilitas bahan pelarut : bahan pelarut dengan tingkat volatilitas yang tinggi dapat mempercepat proses pengeringan. Namun dalam prakteknya air menjadi pelarut utama dalam bahan pangan yang dikeringkan.

• Bahan dasar nozzle umumnya terbuat dari stainless steel karena tahan karat sehingga aman dalam proses penggunaannya.

Kelembaban Relatif dan Mutlak• Kelembaban relatif (RH) atau kelembaban nisbi

didefinisikan sebagai perbandingan antara tekanan parsial uap air yang ada di udara dengan tekanan uap jenuh pada suhu yang sama.

• Kelembaban Mutlak (Y) adalah besaran yang digunakan untuk menentukan jumlah uap air di udara.

• Untuk menentukan kelembaban nisbi dan kelembaban mutlak dapat digunakan kurva psikrometrik, dengan mengukur suhu udara basah dan suhu udara kering.

Diagram Psikometri• Merupakan sebuah diagram yang didalamnya terdapar

sifat-sifat dari udara. Dengan sebuah karta psikrometrik dapat diketahui sifat-sifat udara dengan mengetahui setidaknya 2 sifat udara yang lainnya.

• Sebagai contoh: disebuah ruangan kita ukur suhu WBT dan DBT dengan sling, dengan mengetauhui dua suhu tersebut maka kita dapat menentukan sifat-sifat lainnya (RH,volume spesifik, humidity ratio, enthalpy).

• Sifat-sifat udara lainnya itu dapat ditentukan dengan cara mencari titik perpotongan garis dua besaran yang telah diketahui. Di titik tersebut dapat dilihat sifat-sifat lainnya.

Diagram Psikometri

Spray Dryer• Menurut Filkova dan Mujumdar (1995), pengering

semprot merubah cairan menjadi produk yang kering dalam satu operasi.

• Cairan dikabutkan menggunakan rotary wheel atau pressure nozzle dan hasil spray kontak langsung dengan udara panas.

• Waktu pengeringan spray dryer sangat cepat jika dibandingkan dengan proses pengeringan lainnya.

Spray DryerBagian-bagian dari unit spray dryer: 1. Feed tank 2. Filter cairan 3. Pompa umpan 4. Nozzle atomiser 5. Pemanas udara (electric heater) 6. Blower 7. Pendispersi udara (air disperse) 8. Ruang pengering (drying chamber) 9. Siklon 10. Exhaust blower 11. Filter udara

Sistem Refrijerasi

Sistem Refrijerasi• Pada dasarnya sistem mesin pendingin (refrigerator)

adalah juga merupakan suatu sistem pompa kalor, dimana kalor/energi termal dipindahkan dari suatu daerah ke daerah lain.

• Perbedaan mesin pendingin dengan pompa kalor hanya pada nilai gunanya. Dimana nilai guna suatu sistem refrigerator adalah untuk mendapatkan efek pendinginan oleh unit evaporator pada suatu daerah/ruangan, sedangkan nilai guna dari suatu sistem pompa kalor adalah untuk mendapatkan efek pemanasan oleh unit kondensor dalam suatu ruangan.

Coefficient of Performance• Untuk kerja/performansi suatu sistem refrijerator

dapat dinilai dari perbandingan jumlah kalor yang dapat diserap pada evaporator dibandingkan dengan energi listrik masukan pada kompressor.

• Untuk kerja/performansi suatu sistem pemanas pompa kalor juga dapat dilihat dari perbandingan energi termal yang dapat dikeluarkan/dibuang pada kondensor dengan energi listrik yang diperlukan pada kompressor.

Coefficient of Performance• Jumlah energi baik yang diserap di evaporator

maupun yang dikeluarkan di kondensor serta kebutuhan energi pada kompressor dapat dilihat/dihitung dengan menggunakan diagram tekanan-enthalpy (p-h diagram) suatu refrijeran.

Diagram Refrigeran

Diagram RefrigeranYang harus diketahui untuk membaca diagram :Tekanan Evaporator dan Tekanan Kondensor (Abs)

AtauTemperatur Evaporator dan Temperatur Kondensor

Melalui diagram ini, yang bisa didapatkan :Enthalpy (h1, h2, h3, h4)

Kompresor• Bekerja dengan memampatkan fluida.• Menghisap dan meningkatkan tekanan dan

temperatur uap refrigeran.

Tujuan Skripsi• Meningkatkan COP sistem.• Pemilihan Kompresor & Refrigeran terbaik untuk

sistem.

Daya Kompresor (1) -> Nur Kholis, 20101. Menghitung kalor udara

qudara=mudara.cp.(Tout-Tin) kWDimana :

mudara =flow udara masuk (kg/s)cp =kalor jenis refrigerantout =suhu udara luar yg dipanaskantin =suhu lingkungan

Daya Kompresor (1)2. Kalor Penguapan

quap=mbahan.Luap kW

Dimana :mbahan =massa bahan(kg)Luap =kalor laten (kJ/kg)

3. Daya Pemanas

P = qudara +quap

Daya Kompresor (1)3. Daya Pemanas = Qkond

Qkond=Qin+Pkomp

Dimana :Qin =mf.(h1-h3) kW mf =laju aliran massa fluida refrigeran

Daya Kompresor (2) -> Hermawan, 2010Yang harus diketahui:1. Jenis Refrigerant2. Evaporating pressure/ Condenser pressure (bar)3. Temperatur Evaporasi (Te)/ Temperatur

Kondensasi (Tc)4. Rasio Kompresi (Bila hanya diketahui salah satu

pressure)5. Kapasitas Pendinginan (Qe) = kW

Daya Kompresor (2)Yang harus dicari:1. Properties refrigerant diketahui semua, yaitu

evaporating pressure, condenser pressure, temperatur evaporasi, temperatur kondensasi

Rumus mencari condenser pressure:CP = rasio kompresi x abs. evap. Pressure

2. Mencari h1, h2, h3, h4 dari p-h diagram

Daya Kompresor (2)Yang harus dicari:3. COP Carnot, COP Aktual dan Efisiensi refrigerasi

COP Karnot = (273,15+Te)/(Tc–Te)

COP Aktual = (h1-h4)/(h2-h1)

Efisiensi Ref. = COPaktual / COPkarnot

Daya Kompresor (2)Yang harus dicari:4. Laju Refrigeran dalam Sistem (kg/s)

m = Kapasitas pendinginan/Effect Refrigerasim = Qe / qem = Qe / (h1-h3)

Qe dalam kJ/s

Daya Kompresor (2)Yang harus dicari:5. Kerja kompresor

P = laju refrigeran x (h2-h1) kW

7 14 21 28 4 11 18 25 2 9 16 23 30 6 13 20 27Progress 1Pembahasan Spray Dryer keseluruhanPembahasan Perhitungan KompresorProgress 2Pembahasan Bab 1 & Bab 2Pemilihan jenis kompresor dan refrigeranProgress 3Perhitungan COP perbandingan lama & baruProgress 4Pembahasan Bab 3Pengambilan Data/ Pembuatan Alat??Progress 5Pembahasan Bab 4 -Bab 6Pengumpulan Draft Skripsi

TIMELINE SKRIPSICOP pada Kompresor untuk Sistem Pompa Kalor pada Aplikasi Pengering Semprot

Mario Radityo Prartono (1306481972)Waktu

Target Maret April Mei Juni

PR Minggu Depan• Melalui kedua cara diatas, perumusan matematis

dapat diubah untuk mencari COP sistem, sehingga bisa mendapatkan pilihan yang efisien dari jenis refrigerant maupun daya kompresor

• Mencari jenis refrigeran yang mempunyai nilai COP paling tinggi dengan menggunakan daya kompresor yang telah ditentukan dan kapasitas yang ingin dicapai

Pertanyaan• Bagaimana menggunakan p-H diagram?• Bagaimana menggunakan psikometrik chart?