BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kertas adalah salah satu penemuan paling penting sepanjang masa. Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak
kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet. Melihat dari
hal tersebut, kebutuhan akan kertas selalu meningkat dari tahun ke tahun dan
secara tidak langsung konsumsi kertas penduduk Indonesia pun akan semakin meningkat. Melihat dari perkembangan produksi tersebut tentunya mendorong perusahaan kertas yang ada di Indonesia untuk meningkatkan jumlah produksinya. Salah satunya adalah Industri Multinasional PT. Pindo Deli Pulp and Paper Mills. Perusahaan tersebut mempunyai kapasitas produksi 1.465.000 ton per tahun. dengan kapasitas produksi di Departemen Paper Machine 9 itu sendiri sebesar 240.000 ton per tahun. PT. Pindo Deli Pulp and Paper Mills pada Departemen PM 9 membuat kertas dari suspensi serat, air, dan chemical additives, yang kemudian air dikeluarkan (dewatered) dengan metode vakum di forming section dan secara mekanis melalui penekanan di press section untuk membentuk lembaran kertas basah (paper web). Setelah web terbentuk dilanjutkan pemanasan di dryer section untuk mengurangi kadar air di bawah 10% (dryness lebih besar 90%) yang tidak dapat dilaksanakan dengan metode vakum dan mekanis kembali. Dryer section bertujuan untuk mengeringkan lembaran kertas dengan cara penguapan (evaporation) sisa uap air (residual moisture) di dalam paper web dengan cara kontak langsung dengan permukaan drum pengering (cylinder dryer) yang sangat panas sehingga mencapai derajat kekeringan yang diharapkan. Industri pulp dan kertas menempati urutan keempat terbesar di dunia dalam pemakaian energi disamping industri kimia, baja, dan minyak. Pemakaian energi terbesar terutama pada proses penguapan uap air di dryer section dari mesin kertas
1
BAB I Pendahuluan
2
(Noboa, 1999). Proses penguapan memerlukan sejumlah besar energi termal yang biasanya disediakan dalam bentuk uap. Umumnya pada dryer section, untuk
menguapkan tiap 1 kg uap air pada lembaran paper web diperlukan 2600–3500 kJ panas dalam bentuk uap (Martinsson, 2002). Ini berarti, 1/3 dari total energi
konsumsi energi pada integrated paper mill digunakan oleh dryer section untuk mengurangi kadar air dari 60% menjadi di bawah 10% (Pontremoli, 2000). Dengan demikian membuat dryer section sebagai pengguna energi panas terbesar
dan sejauh ini merupakan bagian yang paling mahal dalam proses pembuatan kertas.
Alat proses dryer section pada Departemen Paper Machine 9 adalah
cylinder dryer yang dialiri steam didalamnya. Transfer energi panas dari steam ke paper web membutuhkan permukaan perpindahan panas yang cukup besar. Selain itu pengeringan paper web secara terus menerus pada paper machine merupakan proses yang kompleks dari perpindahan panas dan massa. Disisi lain mesin pengering silinder telah beroperasi sejak tahun 1996 dan memungkinkan banyaknya panas yang terbuang dari mesin pengering silinder tersebut. Tentu dengan banyaknya panas yang terbuang akan menyebabkan penggunaan steam menjadi berlebih dan tidak ekonomis. Berdasarkan hal-hal tersebut maka kebutuhan energi yang besar di dryer section membutuhkan kajian yang lebih rinci tentang karakteristik perpindahan panas pada proses pengeringan paper web. Sehingga akan dapat dihitung besarnya koefisien perpindahan panas total untuk mengetahui nilai heat loss pada masing-masing section di tahapan proses main drying pada Unit Paper Machine 9 PT. Pindo Deli Pulp and Paper Mills II Karawang.
1.2
Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Mengetahui proses perpindahan panas yang berlangsung di dryer section untuk proses pengeringan paper web pada mesin cylinder dryer.
Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Total (U) Dan Heat Loss Setiap Section Main Dryer Unit Paper Machine 9
BAB I Pendahuluan
3
b. Menentukan nilai koefisien perpindahan panas total (U) setiap section di
tahapan proses main drying.
drying. d. Menentukan laju alir steam optimal yang dialirkan pada cylinder dryer di
tahapan proses main drying
1.3
c. Menentukan persentase heat loss setiap section di tahapan proses main
Ruang Lingkup Batasan dari penelitian ini adalah : a. Proses yang ditinjau pada penelitian ini adalah proses pengeringan awal paper web pada tahapan proses main drying keluaran dari press section. b. Alat yang ditinjau pada penelitian ini adalah cylinder dryer yang merupakan alat pengering berbentuk silinder dan terbagi dalam lima section dengan jumlah silinder 28 buah. c. Variabel-variabel proses yang diukur antara lain temperatur silinder, temperatur kertas, temperatur steam, laju alir steam pada masukan di steam header, tekanan steam dan moisture kertas yang diukur selama dua minggu hari kerja dari tanggal 26 Maret – 7 April 2012. d. Steam yang dialirkan dari steam header merupakan saturated steam. e. Variabel proses tersebut diambil ketika Industri memproduksi kertas dengan grade PPC 68 GSM. f. Pengambilan data variabel di daerah cylinder dryer yang dapat diamati tidak mencakup di kedua sisi cyilinder, hanya di bagian depan cylinder dryer.
Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Total (U) Dan Heat Loss Setiap Section Main Dryer Unit Paper Machine 9
BAB I Pendahuluan
4
1.4
Tahapan Penelitian
Tahap penelitian yang dilakukan, antara lain: a. Tahap persiapan, meliputi :
• Studi literatur mengenai teori yang berhubungan dengan proses main dryer. • Kunjungan langsung ke Unit Paper Machine di bagian Main Drying.
b. Tahap pengambilan data • Persiapan alat untuk mengambil data secara langsung. • Pengambilan data secara langsung berupa data temperatur silinder dan temperatur kertas. • Pengambilan data berupa spesifikasi alat yang berasal dari literatur Operation Paper Machine. • Pengambilan data temperatur steam, laju alir steam, tekanan steam, tekanan silinder dan moisture kertas yang diperoleh dari logsheet operator distribute control system. • Studi data yang telah diperoleh untuk menentukan hipotesa awal mengenai kinerja alat cylinder dryer. c. Tahap pengolahan data • Studi literatur pendukung yang berkaitan dengan masalah yang akan diselesaikan. • Analisa dan mengolah data nilai koefisien perpindahan panas total (U) setiap section. • Analisa dan mengolah data besarnya nilai persentase heat loss setiap section ke lingkungan. • Analisa dan mengolah data besarnya nilai laju alir steam optimal yang dialirkan pada cylinder dryer
Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Total (U) Dan Heat Loss Setiap Section Main Dryer Unit Paper Machine 9
BAB I Pendahuluan
5
1.5
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut.
BAB I Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang dan tujuan penelitian, ruang lingkup,
tahapan penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka Bab ini berisi tentang teori-teori yang mendukung dan berhubungan dengan
penelitian, yaitu proses
BAB III Metodologi Penelitian
Bab ini berisi tentang metodologi yang digunakan dalam menghitung koefisien perpindahan panas total (U) dan heat loss setiap section main dryer Unit Paper Machine 9 PT. Pindo Deli Pulp And Paper Mills II, meliputi tahap persiapan, tahap pengambilan data, dan tahap pengolahan data BAB IV Hasil dan Pembahasan Bab ini berisi tentang data hasil penelitian, pengolahan data serta pembahasan data yang diperoleh. BAB V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi tentang kesimpulan yang diperoleh berdasarkan data hasil penilitian dan pengolahan data, serta saran-saran sebagai tindak lanjut dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
Menentukan Koefisien Perpindahan Panas Total (U) Dan Heat Loss Setiap Section Main Dryer Unit Paper Machine 9
