38
BAB IV ANALISA DAN PEMECAHAN MASALAH
4. Data Penelitian 4.1 Data Beban Produksi. Beban produksi di PT.Indofood Bogasari yang menggunakan udara bertekanan terdiri dari beberapa line produksi. Adapun jumlah plant produksi yang ada yaitu 10 plant produksi diantaranya : -
Plan produksi Mill : MNO, HIJ, FG, DE, KL, C, AB, MTC, FAM
-
Plan produksi packaging 1kg
-
Plan produksi packaging 25 kg
-
Plan wet sillo A
-
Plan sillo A
-
Plan packing export
-
Plan TPW sillo B
-
Plan pellet sillo B
-
Plan paletesing .
4.2 Data Perkiraan Kebutuhan Udara Masing-masing Mill Pada Awal Perencanaan. Perkiraan kebutuhan udara didasarkan kepada beban kapasitas produksi yang ada. Dimana asumsi yang digunakan untuk menentukan kebutuhan udara masingmasing mill berdasarkan asumsi yang disampaikan oleh PT.Indofood Sukses Makmur – Div.Bogasari adalah dimana pada saat perencanaan awal unit kompresor yang ada mencukupi untuk kebutuhan beban yang ada dan di bawah ini adalah data beberapa plan mill
Tabel 4.1. Beban Udara Bertekanan Pada Awal Perencanaan Kapasitas Produksi
Asumsi Kebutuhan
(ton/hari)
Udara (m3/menit)
AB
1000
3.47
C
900
3.12
NO
Mill/Plant
1 2
39
3
DE
900
3.12
4
FG
1100
3.82
5
HIJ
2400
8.33
6
KL
1600
5.55
7
MNO
3000
10.41
4.3 Data Spesifikasi dan Data Pengukuran Mesin Sistem Udara Bertekanan Adapun data mesin
sistem udara bertekanan yang ada di PT.Indofood
Bogasari adalah sebagai berikut :
4.3.1
Kompresor dan Alat-alat Penunjang
4.3.1.1 Kompresor. 1. Data jumlah kompresor Jumlah kompresor penghasil udara bertekaan untuk memenuhi kebutuhan seluruh plan yang ada di PT.Indofood Bogasari berjumlah 27 unit. Adapun data seluruh kompresor yang ada adalah sebagai berikut.
Tabel 4.2 Pengukuran Fowrate dan Efisiensi Kompresor No
Brand
1
Sullair
2
Sullair
3
Sullair
4
Sullair
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco Atlas Copco
Model LS 25S - 300 HWC LS 25S - 300 HWC TS 20S - 200 HWC TS 20S - 200 HWC GA 22P GA 30 GA 30 GA 30 GA 18 GA 18 GA 18P GA 11P GA 15 GA 15 GA 15 GA 15 SP GA 15 SP GA 15 SP GA 15 SP
Daya
FAD *)
Pengukuran
Estimated
(KW)
(m3/min)
(m3/min)
Efficiency
223.7
37.66
36.29
96.36%
223.7
37.66
35.69
94.77%
150
27.38
22.30
81.45%
150
27.38
24.82
90.65%
22 30 30 30 18 18 18 11 15 15 15 15 15 15 15
3.12 4.20 4.20 4.20 2.61 2.61 2.64 1.86 2.21 2.21 2.21 2.49 2.49 2.49 2.49
2.74 3.40 3.18 3.14 1.90 2.02 1.95 1.38 1.64 1.59 1.51 1.61 1.67 1.55
87.82% 80.9% 75.71% 74.76% 72.84% 77.43% 73.79% 73.98% 74.30% 72.04% 68.42% 64.58% 66.99% 62.17%
40
20 21 22 23 24 25 26
Atlas Copco Atlas Copco Sullair Sullair Broomwade Broomwade Broomwade
GA 18 GA 18 12BS-50 ACAC 12BS-50 ACAC Cyclon 215 Cyclon 215 Cyclon 215
18 18 37 37 105 105 105
2.61 2.61 6.65 6.65 2.24 2.24 2.24
1.90 1.96 3.99 4.13 1.36 1.35 1.36
72.84% 75.14% 60.12% 62.14% 60.89% 60.45% 60.89%
27
Broomwade
Cyclon 215
105
2.24
1.35
60.45%
Dari keseluruhan kompresor yang ada, tidak semua terhubung kedalam sistem besar udara bertekanan yang menuju ke plan-plan yang disebutkan di atas. Sedangkan jumlah kompresor yang terhubung dengan jalur distribusi pada plan mill, packaging 1kg ,25kg dan sillo adalah sebanyak 12 unit, dimana 8 unit kompresor secrew dan 4 unit kompresor reciprocating , adapun data seluruh kompresor yang ada secara rinci adalah sebagai berikut. Tabel 4.3 Tatus Operasional Kompresor FAD NO
Kompresor
Model
Lokasi
Pengukuran (m3/menit)
Status Operasional
1
Sullair
LS25S-300HWC
R.Comp 1
36.29
Full Running
2
Sullair
LS25S-300HWC
R.Comp 1
35.69
Full Running
3
Sullair
TS20S-200HWC
R.Comp 2
22.30
Full Running
4
Sullair
TS20S-200HWC
R.Comp 2
24.82
Full Running
5
Bromwade
Cyclon 215
R.Comp 2
1.36
Full Running
6
Bromwade
Cyclon 215
R.Comp 2
1.35
Full Running
7
Bromwade
Cyclon 215
R.Comp 2
1.36
Full Running
8
Bromwade
Cyclon 215
R.Comp 2
1.35
Full Running
Jumlah FAD
124.52
10
Atlas Copco
GA22 P
Mill MNO
2.74
Full Running
11
Atlas Copco
GA18
Mill MNO
1.90
Full Running
12
Atlas Copco
GA18 P
Mill MNO
1.95
Stand by
13
Atlas Copco
GA30
Mill KL
3.40
Full Running
14
Atlas Copco
GA30
Mill KL
3.18
Stand By
15
Atlas Copco
GA30
Mill AB
3.14
Full Running
16
Atlas Copco
GA18
Mill AB
2.02
Full Running
17
Atlas Copco
GA11 P
Mill AB
1.38
Full Running
Jumlah FAD
19.71
41
2. Data Operasional Kompresor (setting) Tabel 4.4 Data Operasional Kompresor Tekanan Keluaran Temperatur Keluaran
(psi) NO
Kompresor
Model
Loading
Un-loading
(T2) ( Co)
1
Sullair
LS25S-300LWC
89
105
28
2
Sullair
LS25S-300LWC
89
105
28
3
Sullair
TS20S-200LWC
89
105
29
4
Sullair
TS20S-200LWC
89
105
32
5
Bromwade
Cyclon 215
101
-
43
6
Bromwade
Cyclon 215
101
-
47
7
Bromwade
Cyclon 215
101
-
44
8
Bromwade
Cyclon 215
101
-
44
4.3.1.2 Air Dryer. Jumlah air dryer yang ada terhubung pada system besar udara bertekanan berjumlah 4 unit, jenis dari semua dryer yang ada adalah tergolong kedalam refrigerant drayer. Data penurunan tekanan berikut merupakan data spesifikasi komponen air dryer untuk model tersebut. Adapun datanya adalah sebagai berikut
Tabel 4.5 Data Spesifikasi Air Dryer
1
Sullair
SR450
45
Max Working Pressure (psi) 217
2
Sullair
SR450
45
217
8.7
3
Sullair
SR270
27
217
6.7
4
Sullair
SR270
27
217
6.7
No
Manufacture
Air Dryer
Brand
Model
Working Air Flow ( m3/menit)
Power (KW) 8.7
42
4.3.1.3 Pree Filter dan After Filter.
Tabel 4.6 Data Penurunan Tekanan Pada Pree Filter dan After Filter No
Manufacture Brand
Location
Max Working Air Flow ( m3/s)
Max Working Pressure (psi)
1
Sullair
Com. Room 1
198
217
2
Sullair
Com. Room 1
198
217
3
Sullair
Com. Room 1
198
217
4
Sullair
Com. Room 1
198
217
5
Sullair
Com. Room 2
140
217
6
Sullair
Com. Room 2
140
217
7
Sullair
Com. Room 2
140
217
8
Sullair
Com. Room 2
140
217
4.4 Data Sistem Pemipaan. Data pemipaan akan dijelaskan di bawah ini: -
Jenis sistem berdasarkan lay out : jenis pemipaan straight run atau open loop
-
Jenis sitem berdasarkan peletakan kompresor: campuran antara centralisasi dan desentralisasi.
-
Material Pipa : material pipa yang digunakan sebagai jalur distribusi adalah pipa jenis Carbon Steel.
Sedangkan data pemipaan untuk menginformasikan panjang, diameter dan sambungan (fitting conection) pipa masing-masing plan akan ditunjukan dengan data gambar layout dan gambar isometric.
43
Adapun data lay out pemipaan plan ditunjukan gambar di bawah berikut ini :
Gambar 4.1 Layout Piping Plan Data
panjang pipa, diameter dan sambungan-sambungan pipa berdasarkan
gambar iso metric masing-masing plan di lapangan adalah sebagai berikut Tabel 4.7 Data Komponen Tiap Titik Pemipaan
No
Titik Pemipaan
Panjang
Diameter
Pipa
Pipa
(mm)
(mm)
Jumlah Fitting Elbow 90
0
Tee
Tee
line
branch
1
A-B
12430
150
2
B-C
10700
150
3
C-D
350
76
4
D- Mill FG
20342
76
6
2
5
D-Mill HIJ
37260
76
8
6
6
C-F
38090
100
4
1
7
F-FAM
16820
100
6
1
8
F-Mill MTC
20270
100
9
9
B-H
9100
100
3
10
H-Mill DE
18550
76
8
Exit
Reducer
4
Ball Valve 2
3
1 1
1
1
1
1
2
1
5 2
1
1
1
1
2 1
1
1
1
1
44
11
H-I
600
100
1
12
I-Mill KL
30374
76
13
I-J
50570
76
14
J-Mill C
15
J-K
16
K-Mill AB
17
L-M
68141
150
5
18
M-Mill MNO
39380
100
7
19
M-N
39677
150
1
20
N-Pack 1kg
8350
100
2
21
N-Pack 25 kg
287317
150
4
11
1
7
1
2
1
1
1
Pipe Line Closed 1
1 1
1 1
1
1 1 1
1
4.5 Data Pengujian Kebocoran Sistem Data hasil pengujian system ditunjukan table di bawah ini. Tabel 4.8 Data Pengujian Kebocoran Parameter
Pengujian 1
Pengujian 2
0.604
0.604
Tekanan Loading ( psi )
97
97
Tekanan Unloading ( psi )
105
105
Interval waktu loading ( s )
58
46
Interval waktu un-loading ( s )
210
933
3
Kapasitas Kompresor (m /s)
4.6 Data Pengukuran Fowrate dan Tekanan Masing-Masing Plan Pengukuran flowrate udara dalam pipa menggunakan alat flow meter merk Variomas. Adapun data konsumsi (fowrate) dan tekanan kerja untuk masingmasing mill dan plan tertera pada tabel berikut :
Tabel 4.9 Data Pengukuran Konsumsi Udara Bertekanan Tiap Plant No
Plan
Flowrate 3
Tekanan Kerja
(m /menit)
Minimal (psi)
13.71
72.5
1
Line Mill MNO
2
Line Packaging 1 kg
1.14
72.5
3
Line Packaging 25 kg
20.90
72.5
4
Line Mill FG
5.30
72.5
45
5
Line Mill HIJ
8.34
72.5
6
Line FAM + MTC
9.32
72.5
7
Line Mill DE
4.86
72.5
8
Line Mill KL
16.59
72.5
9
Line Mill AB
10
Line Mill C
11
Sillo A dan B Plan
1.35
TOTAL
81.51
Pipe line closed 72.5
4.7 Data Pengukuran Tekanan Pada Pipa. Untuk menentukan tekanan awal yang berada di dalam pipa dilakukan dengan menggunakan alat Hobo Prearusse Tranducer Data Loging, adapun peletakan sensor adalah pada main header dan sebelum air dryer pada masing-masing ruang kompresor. Adapun hasilnya adalah sebagai berikut. 1. Main Header
Grafik 4.1 Main Header Preassure Tranding Pengambilan data pressure trending di main header dilakukan dari tanggal 31 Oktober 2011 jam 16:48:47 hingga tanggal 03 Desember 2011 jam 12:37:43. Dari grafik 4.1 di atas didapat nilai tekanan sebagai berikut.
Nilai Maksimum
= 97.22 psi
Nilai Minimum
= 34.14 psi
Nilai Rata-Rata
= 91.57 psi
46
Sedangkan pengukuran temperatur menggunakan alat Temperature Gun, adapun data yang terukur sebesar 27 Co
2. Sebelum Air Dryer Unit LS (comp room 1).
Grafik 4.2 Tekanan Sebelum Air Dryer Ruang Kompresor 1 Pengambilan data pressure trending pada pemipaan sebelum air dryer di ruang kompresor 1 dilakukan dari tanggal 3 Desember 2011 pukul 11:24:54 hingga tanggal 14 Desember 2011 jam 01:42:46. Dari grafik 4.2 di atas didapat nilai tekanan sebagai berikut.
Nilai Maksimum
= 105.995 psi
Nilai Minimum
= 89.34 psi
Nilai Rata-Rata
= 97.57 psi
47
3. Sebelum Air Dryer Unit TS (comp room 2)
Grafik 4.3 Tekanan Sebelum Air Dryer Ruang Kompresor 2 Pengambilan data pressure trending pada pemipaan sebelum air dryer di ruang kompresor 2 dilakukan dari tanggal 1 Desember 2011 pukul 03:51:10 hingga tanggal 03 Desember 2011 jam 11:13:26. Dari grafik 4.3 di atas didapat nilai tekanan sebagai berikut.
Nilai Maksimum
= 97.115 psi
Nilai Minimum
= 66.486 psi
Nilai Rata-Rata
= 92.558 psi
48
5
ANALISA DATA.
5.1 Perhitungan kecepatan udara dalam masing-masing pipa. Kecepatan laju aliran pada masing-masing titik pada pipa distribusi dapat dicari dari persamaan di bawah. Q V=
A
Dimana, Q = Flow rate (m3/s) A = Luas penampang pipa (m2) V = Kecepatan fluida (m/s) Titik pemipaan A-B Flow rate ( Q ) = 44.41 m3/menit Diameter Pipa ( D ) = 150 mm Luas penampang pipa ( A ) = π r2 = 0.0181366 m2
Jadi,
Kecepatan udara ( V ) =
44.41 m3/menit
= 2462.22 m/menit = 41.9m3/s
0.0181366 m2 Dengan menggunakan perhitungan yang sama seperti di atas, maka kecepatan aliran udara untuk masing-masing titik pemipaan dapat dilihat pada table di bawah.
Tabel 4.10 Kecepatan Udara Dalam Pipa No
Titik Pemipaan
Flow rate ( Q )
Diameter Pipa ( D)
(m3/menit)
(mm)
Kecepatan Udara (V) (m/second)
1
A-B
44.41
150
41.90611
2
B-C
22.96
150
21.09909
3
C-D
13.64
76
50.13792
4
D- Mill FG
5.30
76
19.48174
49
5
D-Mill HIJ
8.34
76
30.65617
6
C-F
9.32
100
19.78769
7
F-FAM
3.62
100
7.685775
8
F-Mill MTC
5.70
100
12.10191
9
B-H
21.45
100
45.5414
10
H-Mill DE
4.86
76
17.86439
11
H-I
16.59
100
35.22293
12
I-Mill KL
16.59
76
60.98153
13
I-J
15.51
76
57.01166
14
J-Mill C
15
J-K
16
K-Mill AB
17
L-M
35.75
152
32.85247
18
M-Mill MNO
13.71
100
29.10828
19
M-N
22.04
152
20.25366
20
N-Packaging 1kg
1.14
100
2.420382
21
N-Packaging 25 kg
20.90
152
19.20606
Pile line closed
5.2 Perhitungan Rugi-rugi Karena Kebocoran Sistem. Untuk mengetahui tingkat persentase rugi-rugi yang disebabkan oleh kebocoran pada instalasi pemipaan maupun pada mesin-mesing produksi, dapat diketahui dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
( T x 100 ) Leakage ( % ) =
(T+t)
Dimana, T
= Waktu yang dibutuhkan fasa load ( s )
t
= Waktu yang dibutuhkan ketika fasa unload ( s )
50
Dengan data pengujian pertama dan kedua adalah sebagai berikut, 1. Evaluasi pengujian 1. Kapasitas speck kompresor yang digunakan ( hasil pengukuran ) = 36.29 m3/menit = 0.604 m3/s Tekanan Loading = 102 psi Tekanan Unloading = 116 psi Interval waktu loading = 58 second Interval waktu un-loading = 210 second Maka persentase yang didapat adalah,
Leakage ( % ) =
58
x 100 = 21.6 %
58 + 210 Sedangkan untuk megetahui flow rate yang terbuang dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
Q loss =
QxT T+t
Dimana Q = Flowrate kompresor (m3/s) Jadi flowrate yang terbuang akibat kebocoran system berdasarkan data yang ada adalah sebagai berikut
Q Loss =
0.604 x 58
= 0.13 m3/s
58 + 210
2. Evaluasi pengujian 2. Pengujian ke 2 dilakukan setelah dilakukan perbaikan-perbaikan terhadap kebocoran system yang ditemukan pada pengujian pertama, adapun data dan evaluasinya adalah sebagai berikut. Kapasitas speck kompresor yang digunakan ( berdasarkan hasil pengukuran ) = 36.29 m3/menit = 0.604 m3/s Tekanan Loading = 102 psi
51
Tekanan Unloading = 116 psi Interval waktu loading = 46 second Interval waktu un-loading = 933 second Maka persentase yang didapat adalah,
Leakage ( % ) =
46
x 100 = 4.7 %
46 + 933 Sedangkan untuk megetahui flow rate yang terbuang dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
Q loss =
QxT T+t
Dimana Q = Flowrate kompresor (m3/s) Jadi flowrate yang terbuang akibat kebocoran system berdasarkan data yang ada adalah sebagai berikut
Q Loss =
0.604 x 46
= 0.028 m3/s
46 + 933
5.3 Analisa Penurunan Tekanan Pipa(pressure drop) 5.3.1
Rugi-rugi Mayor (gesekan panjang pipa).
Titik pemipaan A-B Untuk mengetahui besar penurunan tekanan pada titik pemipaan A-B akibat panjang dan gesekan pada pipa (rugi-rugi mayor) terlebihdahulu harus dicari nilai massa jenis udara, bilangan Renold dan nilai faktor gesekan (friction factor). -
Massa jenis
Massa jenis udara pada titik A-B dapat dicari dengan menggunakan persamaan, ρ =
`P RT
ρ = Massa jenis udara ( kg/m3 ) Q = Kapasitas Alat (m3/s)
52
R = 287 ( tabel termodinamika ) P = Tekanan absolute (tekanan pengukuran + tekanan atm) (Pa) T = Temperatur ( K ) Data hasil pengukuran pada pipa awal titik A ( header pipe) Nilai Maksimum
= 97.22 psi = 670308.3 Pa
Nilai Minimum
= 34.14 psi = 235387 Pa
Nilai Rata-Rata
= 91.57 psi = 631352.9 Pa
Untuk menentukan nilai massa jenis menggunakan data tekanan rata-rata yaitu 631352.9 Pa P(Absolut)
= 631352.9 Pa + 100000Pa = 731352.9 Pa
T(Temperatur)
= 27oC = 300 K
R(udara )
= 287
Maka, ρ (A-B)
=
`731352.9 Pa
= 8.49 kg/m3
287 x 300 K -
Bilangan Reynold
Bilangan Reynold untuk titik A-B adalah didapat dari persamaan,
Re =
ρxVxD μ
Dimana, V (Kecepatan aliran A-B)
= 41.90611 m/s
D (Diameter pipa A-B)
= 0.150 m
μ (Viskositas dinamik)
= (dengan temperatur udara 27o, maka viscositas
dinamik berdasarkan tabel adalah 1.85 x 10-5 N.s/m2)
8.49 kg/m3 x 41.90611 m/s x 0.150 m Maka, Re (A-B) =
1.85 x 10-5 N.s/m2
= 2884726
53
-
Friction Factor (f)
Dengan material pipa Carbon Steel , maka nilai Roughness (e) yang didapat dari table adalah 0.00015 ft = 0.0018 in = 4.6 x 10-5 m, maka besar nilai Relative Roughness adalah sebagai berikut,
4.6 x 10-5 m
e Relative Roughness =
D
=
0.150 m
= 3.06 x 10-4
Dari nilai Relative Roughness dan bilangan Renold yang didapat serta melihat Moody diagram, maka nilai f yang didapat sebesar 0.014 Dari nilai-nilai di atas dapat ditentukan penurunan tekanan (Δp mayor) pada titik A-B didapat dari persamaan sebagai berikut. Δp = f x ρ x
L D
x
V2 2
Dimana, f (friction factor A-B)
= 0.014
L(titik pemipaan A-B)
= 12.430 m
D(titik pemipaan A-B)
= 0.152 m
V(titik pemipaan A-B)
= 41.90611 m/s
ρ (massa jenis A-B)
= 8.49 kg/m3 3
Maka, Δp = 0.014 x 8.49 kg/m x
12.430 m 0.152 m
x
41.90611 2 m/s 2
= 8648.49 Pa
Perhitungan untuk titik pemipaan yang lain dapat dilihat pada lampiran 1
5.3.2
Rugi-rugi Minor (sambungan/fitting)
Titik pemipaan A-B
54
Kerugian yang disebabkan oleh sambungan (fitting) pada titik pemipaan A-B (Δp minor), dapat dicari dengan persamaan di bawah. Δp = ∑k x ρ x
V2 2
Dimana, ∆p
= Losse Tekanan Minor (Psi)
ρ
= Masa jenis fluida (kg/m3)
V
= Kecepatan Fluida Dalam Pipa (m/s)
K
= Koefisien Hambatan (tabel nilai k)
Data sambungan/fitting titik A-B dan nilai k (dari tabel koefisien kerugian untuk komponen pipa), Tabel 4.11 Nilai Koefisien Hambatan Jumlah
Nilai k
∑k
Tee (aliran lurus berflensa)
4
0.2
0.8
Katup bola (bukaan penuh)
2
0.05
0.1
Jenis sambungan
∑k 0.9
Massa jenis udara (ρ) titik A-B = 8.49 kg/m3 Kecepatan udara (V) titik A-B = 41.90611 m/s
Maka, penurunan tekanan pada titik A-B dikarenakan sambungan adalah 3
Δp = 0.9 x 8.49 kg/m x
41.906112 m/s 2
= 6709.264 Pa
Perhitungan untuk titik pemipaan yang lain dapat dilihat pada lampiran 1 5.3.3
Rugi-rugi Total
Untuk penurunan tekanan pemipaan total dapat diketahui dari persamaan di bawah. Δp (total pemipaan ) = Δp mayor + Δp minor
55
Titik pemipaan A-B Dari perhitungan di atas didapat, Δp mayor A-B = 8648.49 Pa Δp minor A-B = 6709.264 Pa Jadi penurunan tekanan total pada titik pemipaan A-B adalah, Δp total A-B = 8648.49 Pa + 6709.264 Pa = 15357.75 Pa
Perhitungan untuk titik pemipaan yang lain dapat dilihat pada lampiran 1 Tabel 4.12 Penurunan Tekanan Tiap Titik Pemipaan No
Titik Pemipaan
Diameter
Flow rate
Pipa ( D)
(Q)
(mm)
(m3/menit)
Δp Mayor
Δ Minor
Δp Total
(Pa)
(Pa)
(Pa)
1
A-B
150
44.41
8648.49
6709.204
15357.75
2
B-C
150
22.96
1956.885
1704.989
3661.874
3
C-D
76
13.64
815.1661
9683.351
10498.5
4
D- Mill FG
76
5.30
7462.33
5266.889
12739.222
5
D-Mill HIJ
76
8.34
33849.9
19255.7
53105.6
6
C-F
100
9.32
9883.966
2643.552
12527.518
7
F-FAM
100
3.62
727.7579
735.503
1463.26
8
F-Mill MTC
100
5.70
2052.868
2288.373
4341.241
9
B-H
100
21.45
12571.31
11051.7
23623.01
10
H-Mill DE
76
4.86
5644.857
4843.859
10488.716
11
H-I
100
16.59
479.5081
749.2314
1228.7
12
I-Mill KL
76
16.59
107516.6
73956.37
181472.97
13
I-J
14
J-Mill C
15
J-K
16
K-Mill AB
17
L-M
150
35.75
31219.23
10250.62
41469.85
18
M-Mill MNO
100
13.71
21389.17
13307.13
34696.3
19
M-N
150
22.04
6955.682
673.8388
7629.52
20
N-Packaging 1kg
100
1.14
38.76134
15.55096
54.3123
21
N-Packaging 25 kg
150
20.90
44790
3229.857
48019.857
296002.5
166365.7
462378.2
Pipe line closed
∑Δp
56
5.4 Penurunan Tekanan Masing-masing Plant. Berdasarkan perhitungan dan melihat tabel 4.11 di atas, kita dapat menentukan penurunan total tekanan untuk masing-masing plant yang akan dijelaskan di bawah ini a. Δ p (plant mill FG) = Δp Total (A-B) + ΔpTotal (B-C) + Δp Total (C-D) + ΔpTotal (D-mill FG) 15357.75 Pa + 3661.87 Pa + 10498.5 Pa + 12739.22 Pa = 42257.34 Pa b. Δ p (plant mill HIJ) = Δp Total (A-B) + Δp Total (B-C) + Δp Total (C-D) + Δp Total (D- mill HIJ) 15357.75 Pa + 3661.87 Pa + 10498.5 Pa + 53105.6 Pa = 82623.7 Pa c. Δp (plant FAM) = Δp Total (A-B) + Δp Total (B-C) + Δp Total (C-F) + Δp Total (F- FAM) 15357.75 Pa + 3661.87 Pa + 12527.518 Pa + 1463.26 Pa = 33010.398 Pa d. Δp (plant mill MTC) = Δp Total (A-B) + Δp Total (B-C) + Δp Total (C-F) + Δp Total (F-mill MTC) 15357.75 Pa + 3661.87 Pa + 12527.52 Pa + 4341.24 Pa = 35888.38 Pa e. Δp (plant mill DE) = Δp Total A-B + Δp Total B-H + Δp Total H-mill DE 15357.75 Pa + 23623.01 Pa + 10488.716 Pa = 49469.476 Pa f. Δp (plant mill KL) = Δp Total A-B + Δp Total B-H +Δp Total H-I + Δp Total I-mill KL 15357.75 Pa + 23623.01 Pa + 1228.7 Pa + 181472.97 Pa = 221682.43 Pa
57
g. Δp (plant mill MNO) = Δp Total L-M + Δp Total M-mill MNO 41469.85 Pa + 34696.3 Pa = 76166.15 Pa h. Δp (plant packaging 1 kg) = Δp Total L-M + Δp Total M-N + Δp Total NPackaging 1 kg 41469.85 Pa + 7629.52 Pa + 54.3123 Pa = 49153.68 Pa i. Δp (plant packaging 25 kg) = Δp Total L-M + Δp Total M-N + Δp Total NPackaging 25 kg 41469.85 Pa + 7629.52 Pa + 48019.857 Pa = 97119.227 Pa
5.5 Tekanan Masing-Masing Plan Dengan melihat grafik 4.1 di atas serta berdasarkan perhitungan penurunan tekanan total pada masing-masing plant, maka kita dapat menentukan tekanan maksimal dan tekanan minimal pada masing-masing plant melalui persamaan di bawah ini. P max = P max - Δp (header-plant) P min = P min - Δp (header-plant)
Dimana dengan mengambil beberapa data tekanan pada grafik 4.2 di atas, maka kita dapat mentukan nilai maksimum rata-rata dan minimum rata-rata dengan me lihat grafik 4.3 dan grafik 4.4 di bawah.
58
Grafik 4.4 Nilai Maksimum Rata-Rata
Grafik 4.5 Nilai Minimum Rata-Rata
Dimana data yang didapat adalah. Nilai Maksimum Rata-rata
= 96.51 psi = 665413 Pa
Nilai Minimum Rata-rata
= 88.638 psi = 611137.5 Pa
Maka nilai tekanan masing-masing plant adalah, a. Plant mill FG, P max = 665413 Pa - 42257.34 Pa = 623155.66 Pa P min = 611137.5 Pa - 42257.34 Pa = 568880.16 Pa
59
b. Plant mill HIJ, P max = 665413 Pa - 82623.7 Pa = 582789.3 Pa P min = 611137.5 Pa - 82623.7 Pa = 528513.8 Pa
c. Plant FAM, P max = 665413 Pa - 33010.398 Pa = 632402.602 Pa P min = 611137.5 Pa - 33010.398 Pa = 578127.102 Pa
d. Plant mill MTC, P max = 665413 Pa - 35888.38 Pa = 629524.62 Pa P min = 611137.5 Pa - 35888.38 Pa = 575249.12 Pa
e. Plant mill DE, P max = 665413 Pa - 49469.476 Pa = 615943.524 Pa P min = 611137.5 Pa - 49469.476 Pa = 561668.024 Pa
f. Plant mill KL, P max = 665413 Pa - 221682.43 Pa = 443730.57 Pa P min = 611137.5 Pa - 221682.43 Pa = 389455.07 Pa
g. Plant mill MNO, P max = 665413 Pa - 76166.15 Pa = 589246.85 Pa P min = 611137.5 Pa - 76166.15 Pa = 534971.35 Pa
h. Plant packaging 1 kg, P max = 665413 Pa - 49153.68 Pa = 616259.32 Pa P min = 611137.5 Pa - 49153.68 Pa = 561983.82 Pa
i. Plant packaging 25 kg, P max = 665413 Pa - 97119.227 Pa = 568293.773 Pa P min = 611137.5 Pa - 97119.227 Pa = 514018.273 Pa
5.6 Laju Aliran Massa Udara Masing-masing Plant Dari perhitungan penurunan tekanan tiap titik pemipaan serta perhitungan massa jenis, maka untuk menentukan besar laju aliran massa untuk masing-masing plant dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini.
Dimana , Q
= Flow rate yang masuk ke plant (m3/menit) = Laju aliran massa (kg/s)
60
Tabel 4.13 Nilai Massa Jenis Udara Masuk Plant No
Titik Pemipaan
Flow rate ( Q ) 3
Massa Jenis (ρ)
(m /menit)
(kg/m3)
1
D- Mill FG
5.30
8.163
2
D-Mill HIJ
8.34
8.163
3
F-FAM
3.62
8.138
4
F-Mill MTC
5.70
8.138
5
H-Mill DE
4.86
8.052
6
I-Mill KL
16.59
8.038
7
M-Mill MNO
13.71
8.013
8
N-Packaging 1kg
1.14
7.924
9
N-Packaging 25 kg
20.90
7.924
Berdasarkan data pada table 4.13 di atas, maka laju aliran massa udara yang masuk ke masing-masing plant adalah sebagai berikut. a. Plant Mill FG = 5.30 m3/menit x 8.163 kg/m3 = 43.264 kg/menit = 0.721 kg/s b. Plant Mill HIJ = 8.34 m3/menit x 8.163 kg/m3 = 68.08 kg/menit = 1.135 kg/s c. Plant FAM = 3.62 m3/menit x 8.138 kg/m3 = 29.46 kg/menit = 0.491 kg/s d. Plant Mill MTC = 5.7 m3/menit x 8.138 kg/m3 = 46.387 kg/menit = 0.773 kg/s e. Plant Mill DE = 4.86 m3/menit x 8.052 kg/m3 = 39.133 kg/menit = 0.652 kg/s f. Plant Mill KL = 16.59 m3/menit x 8.038 kg/m3 =133.35 kg/menit = 2.223 kg/s g. Plant Mill MNO = 13.71 m3/menit x 8.013 kg/m3 = 109.86 kg/menit = 1.831 kg/s h. Plant Packaging 1kg = 1.14 m3/menit x 7.924 kg/m3 = 9.0334 kg/menit = 0.151 kg/s i. Plant Packaging 25 kg = 20.90 m3/menit x 7.924 kg/m3 = 165.6116 kg/menit = 2.760 kg/s
61
5.7 Perhitungan Penurunan Tekanan Pada Komponen Masing-masing Ruang Kompresor Berdasarkan data pengukuran tekanan pada grafik 4.1, grafik 4.2 dan grafik 4.3 kita dapat menentukan penurunan tekanan komponen yang adap pada pemipaan ruang kompresor 1 dan ruang kompresor 2. Komponen ruang kompresor 1 : 2 unit air dryer, 4 buah after/pre filter dan 1 receiver tank Komponen ruang kompresor 2 : 2 unit air dryer dan 4 buah after/pre filter dan 4 buah receiver tank. Dimana datanya adalah sebagai berikut, -
Tekanan pada pipa header atau sesudah air dryer
Nilai Maksimum
= 97.22 psi = 670308.3 Pa
Nilai Minimum
= 34.14 psi = 235387 Pa
Nilai Rata-Rata
= 91.57 psi = 631352.9 Pa
-
Tekanan sebelum air dryer ruang kompresor 1
Nilai Maksimum
= 105.995 psi = 730809.8 Pa
Nilai Minimum
= 89.34 psi = 615977.6 Pa
Nilai Rata-Rata
= 97.57 psi = 672721.5 Pa
-
Tekanan sebelum air dryer ruang kompresor 2
Nilai Maksimum
= 97.115 psi = 669584.4 Pa
Nilai Minimum
= 66.486 psi = 458404.8 Pa
Nilai Rata-Rata
= 92.558 psi = 638164.9 Pa
Dari data di atas kita dapat menentukan penurunan tekanan yang terjadi pada komponen penunjang udara bertekanan masing-masing ruangan kompresor, dengan persamaan sebagai berikut. Δp Total komponen ruang komp = P rata-rata sebelum air dryer- P rata-rata sesudah air dryer (P header)
62
Jadi, Δp Total komponen ruang komp 1 = 672721.5 Pa - 631352.9 Pa = 41368.6 Pa Δp Total komponen ruang komp 2 = 638164.9 Pa - 631352.9 Pa = 6812 Pa
5.8 Evaluasi Rugi-rugi Penurunan Tekanan Total Sistem Sedangkan total penurunan tekanan pada system dapat dilihat dengan persamaan sebagai berikut : Δp Total Sistem = Δp Total Piping Plant + Δ p Total Komponen Penunjang
Berdasarkan perhitungan di atas, maka penurunan tekanan total komponen (ΔpTotal Komponen) adalah sebagai berikut. ΔpTotal Komponen = 41368.6 Pa + 6812 Pa = 48180.6 Pa Sedangkan berdasarkan table 4.11 di atas, penurunan total tekanan (∑Δp Total) yang terdapat pada jaringan pemipaan adalah sebesar ∑Δp Total = 462378.2 Pa, dimana Δp Mayor = 296002.5 Pa dan Δp Minor 166365.7 Pa. Sehingga total penurunan tekanan sistem Δp Total Sistem = 462378.2 Pa + 48180.6 Pa = 510558.8 Pa
Sehingga persentase untuk masing-masing rugi-rugi tekanan sistem adalah Δp Mayor
=
296002.5 Pa
x 100 = 58 %
510558.8 Pa Δp Minor
=
166365.7 Pa
x 100 = 32.6 %
510558.8 Pa Δp Komponen =
48180.6 Pa 510558.8 Pa
x 100 = 9.4 %
63
5.9 Perbandingan Penentuan Penurunan Tekanan Berdasarkan Perhitungan dan Pengukuran Adapun yang akan dibandingkan adalah hasil perhitungan tekanan minimal dan maksimal secara matematis dengan hasil pengukuran pada plant, sehingga perbandingan
penurunan
tekanan
secara
teoritis
dan
percobaan
dapat
dibandingkan. Terdapat beberapa data hasil pengukuran untuk beberapa plant yang akan dilakukan perbandingan yaitu. Data mill MTC -
Berdasarkan perhitungan yang didapat adalah. Penurunan tekanan Δp mill MTC yang didapat adalah 35888.38 Pa, sehingga didapat tekanan maksimal dan tekanan minimal pada plant mill MTC yaitu : P max = 629524.62 Pa P min = 575249.12 Pa
- Berdasarkan pengukuran dengan menggunakan alat ukur Hobo Pressure Tranducer
Grafik 4.6 Pengukuran Tekanan Pada Plant MTC
Pengambilan data pressure trending pada pemipaan masukan plant MTC di ruang plant mill MTC yang dilakukan dari tanggal 31 Oktober 2011 pukul 16: 06:15
64
hingga tanggal 14 November 2011 pukul 14:08:31. Dari grafik 4.6 di atas didapat nilai tekanan sebagai berikut P max rata-rata = 90.252 psi = 622265.6 Pa P min rata-rata = 82.229 psi = 566949 Pa
Sedangkan penurunan tekanan yang diperoleh dari pengukuran adalah Δp Pipa mill MTC = P max header (pengukuran) – P max plant (pengukuran) 665413 Pa – 622265.6 Pa = 43147.4 Pa
