JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

DOSEN PEMBIMBING:

Prof.Dr. Eng. PRABOWO, M. Eng.

ZAINAL FANANI

2111.105.006

STUDI EKSPERIMEN

PENGARUH UKURAN PARTIKEL BATUBARA

PADA SWIRLING FLUIDIZED BED DRYER

TERHADAP KARAKTERISTIK PENGERINGAN BATUBARA

SIDANG TUGAS AKHIR

KONVERSI ENERGI

LATAR BELAKANG

PENINGKATAN

KUALITAS

BATUBARA

TEKNOLOGI

PENGERINGAN

BATUBARA

BATUBARA

KALORI

TINGGI

Untuk meningkatkan

efisiensi dari

pembangkit

LATAR BELAKANG

TEKNOLOGI PENGERINGAN

BATUBARA

Rotary Dryer Fluidized Bed

Dryer

Gelombang

Mikro

Swirling Fluidized

Bed Dryer

TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui pengaruh variasi ukuran partikel batubara

5mm,10mm,15mm terhadap karakteristik pengeringan batubara

Mengetahui karakteristik udara pengering dalam grafik

psikrometrik

BATASAN MASALAH

Ukuran partikel batubara 5 mm, 10 mm, 15 mm

Sudut blade 20 derajat dan beban pengeringan 600 gram

HE yang digunakan adalah 2 radiator yang dirangkai secara seri

Kecepatan kipas yang dipakai adalah kecepatan kipas maksimum

PENELITIAN TERDAHULU

1. Adi Krisnawan melakukan Studi Eksperimen Karakteristik

Pengeringan Batubara dengan Variasi Beban Pengeringan pada

Cyclone Coal Dryer

Skema peralatan

Variasi Ukuran Partikel Batubara

PENELITIAN TERDAHULU

2. Edward K Levy dkk melakukan penelitian tentang pengeringan batubara

dengan teknologi fluidized bed dryer

Skema peralatan

Swirling fluidized bed dryer

PENELITIAN TERDAHULU

3. Mohd Faizal Mohideen, dkk melakukan penelitian tentang Drying of

Oil Palm Frond via Swirling Fluidization Technique

Skema peralatan

Variasi Beban Pengeringan

DASAR TEORI

Prinsip Psikrometrik

Tdb 1 Tdb 2

w 1

w 2

Tdb 0

HE

CHAMBER

Titik 0’

Tin dan RH in

Titik 2

Titik 0

w 0

Titik 1 Tout dan RH out

DASAR TEORI

Sampel batubara awal Sampel batubara basah Sampel batubara kering

%100)0(0

00 xBsb

BskBsbntentMoistureCo

%100)1(1

11 xBsb

BskBsbntentMoistureCo

Berat sampel awal ( Bsb 0 )

Berat sampel basah ( Bsb 1 – Bsb 12)

Berat sampel kering ( Bsk 1 – Bsk 12)

FLOWCHART PENELITIAN

START

Memasang Sudut blade 20o

Menyalakan Heater

Buka Valve dengan Bukaan Penuh dan Nyalakan Pompa

Menyalakan Blower dan Mengatur Kecepatan Fluidisasi dengan Voltage regulator

Tunggu Hingga Temperatur Udara Masuk Chamber Konstan

Menimbang Batubara d = ± 15 mm dan m = 600 gram

Memasukkan Batubara Basah ke dalam Chamber

Diameter batubara – 5mm

Menyalakan kipas Radiator dengan Kecepatan Maksimal

Mengambil Sampel Batubara Basah Pertama dan Lakukan penimbangan (MSB 0)

Melakukan Pengukuran Kecepatan Udara Menggunakan Anemometer pada Keluaran blower

AC

gVAnemometer

udaraD

batubara

2

Mengecek peralatan: Blower, Heat exchanger Termokopel, valve, timbangan digital, RH meter, Menyiapkan batubara ukuran

5mm,10mm,15mm

Temperatur Air 90 oC

TidakTidak

YaYa

TidakTidak

YaYa

Lakukan Penandaan pada Voltage Regulator

Mematikan Blower

Menyalakan Blower sesuai dengan Penandaan pada Voltage Regulator

BA

Pengambilan sampel

Menimbang Massa Batubara Hasil Proses Pengeringan

Waktu ≥ 5 Menit

Waktu + 1 Menit

Waktu ≥ 11 Menit

Waktu = 31 Menit

TidakTidak

Waktu + 2 MenitWaktu + 5 Menit

TidakTidak

YaYa

YaYa

Berat sampel batubara basah ( Msb0 – Msb12 )Berat sampel batubara kering ( Msk0 – Msk12 )

Tin dan RHinTout ( 1 sampai 12 )

RHout ( 1 sampai 12 )

END

YaYa

TidakTidak

Batubara diameter 15mm

TidakTidak

YaYa

Sampel Batubara Hasil Drying Dilakukan Pengovenan Selama 3 Jam dengan Temperatur 105 oC

BA

Mematikan Blower

SKEMA PENELITIAN

Mengukur kecepatan udara dengan anemometer

Nyalakan heater sampai temp 900

Timbang batubara sebanyak 600 gram

Menyalakan blower dan mengatur kecepatan

fluidasi

Memasang distributor blade 200

Nyalakan pompa, kipas, blower, dan tunggu sampai

kondisi steady

SKEMA PENELITIAN

Selama 108 menit dengan temperatur

1050C

Sampel Basah Msb0-Msb12

Setelah keluar dari oven, semua sampel ditimbang

kembali Sampel kering Msk0-Msk12

Massa sampel basah ditimbang

Masukkan batubara ke dalam chamber (sebelum dimasukkan timbang sampel

awal )

SKEMA PENGAMBILAN DATA

Termokopel 1 : untuk mengukur

temperatur dry bulb saat masuk

chamber

Termokopel 2 : untuk mengukur

temperatur dry bulb saat keluar

chamber.

Rh meter 1 : mengukur relative

humidity saat masuk chamber.

Rh meter 2 : mengukur relative

humidity saat keluar dari chamber.

Anemometer: mengukur kecepatan

udara masuk ke dalam chamber A

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap

moisture content

25 %

6,4 % 7,4 % 7,6 %

Penurunan moisture content constant

Penurunan moisture Content signifikan

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap

relative humidity

Penurunan relative humididity signifikan

Penurunan relative humididity konstan

34,6 %

31,2 %

28,1 % 17,1 %

15,9 %

15,3 %

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap

temperatur

55 0 C

44,6 0 C

Temperatur naik Kenaikan temperatur tidak signifikan

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi

udara dengan ukuran partikel batubara 5 mm

Terjadi penurunan signifikan

Penurunan massa uap air konstan

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi

udara dengan ukuran partikel batubara 10 mm

Terjadi penurunan signifikan

Penurunan massa uap air konstan

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi

udara dengan ukuran partikel batubara 15 mm

Terjadi penurunan signifikan

Terjadi penurunan signifikan

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Tout 1 Tout 5

W2.1

W2.5

T in

Analisa Diagram Psychrometric pada udara pengering.

5 mm

10 mm

15 mm

0,01758

0,01489

45,5 0C 49,2 0C 55 0C

ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pengaruh ukuran partikel batubara terhadap

koefisien perpindahan massa

D

DShm AB

h

.

KESIMPULAN

Dari analisa moisture content, pada 5 menit pertama memiliki proses

pelepasan massa uap air paling besar yang ditandai dengan penurunan

moisture content paling besar. Partikel 5 mm penurunannya dari 25,2 %

menjadi 10,45 %, partikel 10 mm dari 25,6 % menjadi 13,4 %, partikel 15

mm dari 25,8 % menjadi 16,5 %

Dari analisa temperatur, Partikel 5 mm memiliki nilai temperatur paling

rendah, saat menit ke 1 temperaturnya sebesar 44,6 0C dan saat menit ke

31 temperaturnya sebesar 54,3 0 C, hal ini dikarenakan partikel ukuran

kecil akan mengeluarkan uap air lebih banyak dari pada partikel 10 mm

dan 15 mm, sehingga uap air akan mendinginkan udara pengering.

Dari analisa relative humidity, Partikel 5 mm memiliki nilai Relative

humidity yang lebih besar dari pada partikel 10 mm dan 15mm, pada menit

pertama nilai RH nya sebesar 34,6 % dan saat menit ke 31 nilai RH nya

sebesaar 14,5 %.

Partikel 5 mm memiliki koefisien perpindahan massa lebih besar dari pada

partikel 10 mm dan 15 mm yaitu sebesar 0,1278 m/s, sedangkan untuk

ukuran partikel 10 mm sebesar 0,1112 m/s, ukuran partikel 15 mm sebesar

0,1026 m/s