i

TUGAS AKHIR

Bidang Perancangan Desain

PERANCANGAN ALAT DISTILASI MINYAK

MENTAH MENJADI SOLAR DENGAN KAPASITAS

200LITER / 5JAM

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan

Akademik Dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik (S1)

Disusun Oleh :

AMIN MUSTAQIM

201110120311026

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin (S1)

Disusun Oleh :

Amin Mustaqim

201110120311026

Yang telah disahkan oleh :

Dosen pembimbing I

(Ir. Ali Mokhtar, M.T.)

Nip. 108.9109.0234

Dosen pembimbing II

(Ir. Mulyono, M.T.)

Nip. 108.9109.0248

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(Ir. Daryono, MT)

Nip. 108.8909.0124

iv

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR

Nama : Amin Mustaqim

Nim : 201110120311026

Bidang Keahlian : Perancangan

No. ST. Pem. TA : E.2 / 112/ FT/ UMM/ III/ 2015

Judul : Perancangan Alat Distilasi Minyak Mentah Menjadi Solar

Dengan Kapasitas 200liter / 5jam

Pembimbing I : Ir. Ali Mokhtar, M.T.

No. Catatan Asistensi Paraf

Dosen pembimbing I

1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III

6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV

8 ACC Bab IV

9 Konsultasi Bab V

10 ACC Bab V dan Seminar Hasil

Malang, 12 Agustus 2015

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen pembimbing I

Ir. Daryono, M.T Ir. Ali Mokhtar, M.T.

Nip. 108.8909.0124 Nip. 108.9109.0234

v

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR

Nama : Amin Mustaqim

Nim : 201110120311026

Bidang Keahlian : Perancangan

No. ST. Pem. TA : E.2 / 112/ FT/ UMM/III/ 2015

Judul : Perancangan Alat Distilasi Minyak Mentah Menjadi Solar

Dengan Kapasitas 200liter / 5jam

Pembimbing II : Ir. Mulyono, M.T.

No. Catatan Asistensi Paraf

Dosen pembimbing II

1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I

2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I

3 Konsultasi Bab II

4 ACC Bab II

5 Konsultasi Bab III

6 ACC Bab III

7 Konsultasi Bab IV

8 ACC Bab IV

9 Konsultasi Bab V

10 ACC Bab V dan Seminar Hasil

Malang, 12 Agustus 2015

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin Dosen pembimbing II

Ir. Daryono,M.T Ir. Mulyono, M.T.

Nip. 108.8909.0124 Nip. 108.9109.0248

vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Amin Mustaqim

Nim : 20111012031026

Tempat/Tanggal Lahir : Blora, 30 Mei 1993

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Alat Distilasi

Minyak Mentah Menjadi Solar Dengan Kapasitas 200liter / 5jam” yang

diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan

merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan

atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan

Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang

sumber informasinya saya kutipkan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk

digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 12 Agustus 2015

Yang menyatakan,

Amin Mustaqim

vii

ABSTRAK

Distilasi adalah proses memurnikan zat cair yang tercampur dengan zat

lain yang titik didihnya berlainan. Misalnya pemurnian minyak mentah , minyak

mentah yang tidak murni mula-mula dipanaskan sampai mendidih. Uap minyak

kemudian dipisahkan dari zat-zat lain dan di alirkan melalui pipa pendingin atau

kondensor. Perancangan alat ini adalah untuk mengetahui bagaimana upaya

masyarakat dalam mengelola minyak mentah menjadi minyak siap jadi, agar

masyarakat bisa menunjang pendapatan dan mengupayakan supaya minyak

mentah bisa diolah sendiri khususnya di daerah penambangan minyak tradisional

di Cepu.

Desain alat minyak mentah menjadi solar dengan kapasitas 200liter/5jam

ini, ada beberapa komponen popok yang harus di lalui yaitu boiler, pipa pendingin

dan kondensor. Semua komponen dalam perancangan ini menggunakan bahan

stainless stell.

Hasil yang diperoleh dari desain alat ini dalam kapasitas yang di inginkan

tidak melebihi 5jam yaitu 4,36jam dalam sekali proses, tinggi tabung 106cm dan

diameter 52cm, sedangkan pipa spiral berjumlah 10 lilitan yang diameternya

1,72cm. maka total panjang pipa yang di gunakan sekitar 5,207meter.

ABSTRACT

Distillation is the process of purifying liquid that is mixed with another

substance different boiling point. For example refining of crude oil, crude oil

impure initially heated to boiling. Oil vapor is then separated from the other

substances and piped cooler or condenser. From the design of this tool is to

determine how the community efforts to manage the crude oil into oil ready so, so

that people can support in order to seek income and crude oil can be processed

alone, especially in the area of traditional oil mining in Cepu.

Design of crude oil processing into diesel fuel with a capacity of 200 liters / 5

hours, has some basic components that must be passed, there are the boiler,

cooling pipes and condenser. All components in this design using stainless steel

materials.

The results obtained from thise tools in the design, are the desired capacity not

exceeding 5 hours which is about 4.36 hours in a single process. The height of

106 centimeters, and its diameter is 52 centimeters, while the spiral pipe has to 10

coils with 1.72 centimeters in diameter. the total length of the used pipeline is in

use around 5.207 meters.

Keyword: distillation, crude oil, capasity 200liters/5hours…

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang

mana hanya atas limpahan rahmat, taufiq dan hidayahnya laporan tugas akhir

dengan judul “Perancangan Alat Distilasi Minyak Mentah Menjadi Solar

Dengan Kapasitas 200Liter/5Jam” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat banyak hambatan dan rintangan

yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut

dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa

baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta

bimbingannya sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini. Ungkapan

terima kasih tersebut disampaikan kepada :

1. ALLAH SWT yang selalu memberikan rahmat, taufiq dan hidayahnya kepada

saya.

2. Kedua orang tua saya yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non

materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan - pesannya yang tak akan

terlupakan.

3. Keluarga Besar saya yang selau mendoakan dan mensupport saya.

4. Bapak Ir. Ali Mokhtar, M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga

terselesaikannya skripsi ini.

5. Bapak Ir. Mulyono, M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan nasehat dan saran sehingga skripsi ini terselesaikan.

6. Bapak Ir. Daryono, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM.

7. Bapak Budiono, SSi, MT. selaku Sekertaris Jurusan Teknik Mesin UMM.

ix

8. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

teoritis secara langsung mau pun tidak langsung.

9. Teman – teman seperjuangan, sebimbingan, dan teman-teman seangkatan

Teknik Mesin 2011 A, B, C dan D.

10. Kepada seseorang yang saya cintai dan saya banggakan (Puji Astutik), terima

kasih banyak atas dukungan, doa, nasehat,serta motifasinya yang tak henti-

hentinya mendukung saya dari awal kuliyah sampai sekarang.

11. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan

kalian semua.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya masih terdapat kekurangan yang tidak

terbahas, oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan

sangat diharapkan untuk pengembangan skripsi ini. Semoga ALLAH SWT

memberikan rahmat, taufiq, serta hidayah-Nya kepada semua pihak yang tersebut

diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan

pembaca.

Malang, 12 Agustus 2015

Amin Mustaqim

x

DAFTAR ISI

COVER ................................................................................................................ i

POSTER ............................................................................................................... ii

LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI .......................................................... iii

LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I...................... iv

LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II .................... v

LEMBARAN PERNYATAAN .......................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL................................................................................................ xiv

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1.Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.3. Tujuan ..................................................................................................... 3

1.4. Batasan Masalah....................................................................................... 3

1.5.Manfaat Desain ......................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 5

2.1 Minyak mentah......................................................................................... 5

2.1.2. Komposisi Minyak Mentah........................................................... 5

2.1.2. Kataristik Minyak Mentah ............................................................ 8

2.2. Solar ........................................................................................................ 8

2.2.1. Kegunaan Minyak Solar ............................................................... 9

2.2.2. Sifat Utama Bahan Bakar Solar .................................................... 9

2.3. Distilasi ................................................................................................... 10

2.3.1. Distilasi Bertingkat ....................................................................... 12

2.3.2. Distilasi Fraksional ...................................................................... 12

2.3.3. Distilasi Vakum ........................................................................... 13

2.4. Bagian-Bagian Distilasi .......................................................................... 14

2.4.1. Boiler atau Tabung Pemanas. ....................................................... 14

2.4.2. Pipa Refluk atau Pipa Alir ............................................................ 17

xi

2.4.3. Kondensor ..................................................................................... 18

2.4.4. Bak Penampung Minyak Jadi ....................................................... 23

2.5. Cara Kerja Alat Distilasi ......................................................................... 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ......................................................... 25

3.1. Metode Pengumpulan Data ..................................................................... 25

3.2. Konsep Desain ........................................................................................ 25

3.3. Cara Kerja Alat Distilasi ......................................................................... 26

3.4. Variabel Yang Diamati ........................................................................... 26

3.5. Kapasitas Mesin Distilasi ........................................................................ 27

3.6. Komponen Yang Akan Digunakan ......................................................... 27

3.6.1. Daftar Persaratan Komponen......................................................... 27

3.6.2. Penggalian Konsep Produk ............................................................ 28

3.6.3. Cara Pengolaan Bahan ................................................................... 29

3.7. Perhitungan Perencanaan ........................................................................ 29

3.7.1. Perhitungan Laju Distilasi ............................................................. 29

3.7.2. Perhitungan Beban Dalam Menaikkan Temperatur ...................... 29

3.7.3. Perhitungan Laju Perpindahan Kalor Sekali Proses ...................... 30

3.7.4. Perhitungan Waktu Untuk Membuat Cairan Menguap ................. 30

3.8. Diagram Alir Perancangan ..................................................................... 31

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 32

4.1. Data Teknis ............................................................................................. 32

4.1.1. Perhitungan Tabung Pemanas ....................................................... 32

4.2. Perancangan Tabung Pemanas ................................................................ 32

4.2.1. Tabung Pemanas ............................................................................ 32

4.2.2. Tutup Tabung Berbentuk Kerucut ................................................. 34

4.3. Perhitungan Kekuatan Dinding Tabung Pemanas .................................. 35

4.4. Perhitungan Kalor Dalam Ruang Pemanas ............................................. 36

4.5. Perhitungan Pipa Saluran Uap ................................................................ 41

4.5.1. Luas Pipa ...................................................................................... 41

4.5.2. Mencari Nilai Ketebalan Woll ...................................................... 41

4.5.3. Laju Perpindahan Uap Kalor Konduksi ........................................ 42

xii

4.6. Perancangan Kondensor .......................................................................... 43

4.6.1. Data Kondensor ............................................................................. 43

4.7. Koefisien Perpindahan Panas Keseluruan .............................................. 46

BAB V KESIMPULAN....................................................................................... 48

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 48

5.2. Saran ....................................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 49

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Proses Distilasi .............................................................................. 11

Gambar 2.2 : Gambar Distilasi Bertingkat .......................................................... 12

Gambar 2.3 : Gambar Distilasi Frangsional ........................................................ 13

Gambar 2.4 : Gambar Distilasi Vakum ............................................................... 14

Gambar 2.5 : Boiler/Tabung Pemanas ................................................................ 17

Gambar 2.6 : Pipa Reflux/Pipa Alir .................................................................... 17

Gambar 2.7 : Kondensor ..................................................................................... 19

Gambar 3.1 : Konsep Desain Distilasi Minyak Mentah Menjadi Solar .............. 25

Gambar 3.2 : Diagram Alir Perancangan ........................................................... 31

Gambar 4.1 : Gambar Tabung Pemanas ............................................................ 33

Gambar 4.2 : Gambar Tutup Tabung .................................................................. 34

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 : Komponen Elemen Minyak Bumi .................................................... 5

Tabel 3.1 : Persyaratan Alat Distilasi Minyak Mentah ....................................... 27

DAFTAR PUSTAKA

1. Frak kreith . 1991 . Prinsip – prinsip perpindahan panas. Terjemahan oleh

arko prijino. Jakarta. Erlangga.

2. Archie W.Clup. 1991. Prinsip – prinsip konvensi energy. Terjemahan oleh

Darwin Sitompul. Jakarta. Erlangga.

3. Kern, D. Q. 1983. Process heat transfer. New York: Mc Graw Hill.

4. Holman, J.P. 1984. Perpindahan kalor. Terjemahan oleh jasjfri. Jakarta :

Erlangga.

5. Ansory, R. 1992. Teknologi fermentasi. Jakarta : Arcan

6. Handbook of food science. Hal: (102-111) evaporator.

Dapus

Feryhariyantoo.2013. sifat,kegunaan dan jenis kalor.

Hedisasiawan.blogspot.com (2013). Komposisi minyak mentah.

www.emalovetasari.blogspot.com (2013) distilasi.

www.karangpundung.blogspot.com/2011. pengertian,jenis dan fungsi

kondensor.