Jurnal i
ntis
ISSN: 1410-7783
Yolume 12 Nomor I ,
April
201
1, 1-5
Pengaruh Tinggi Chamber Terhadap Distribusi Temperatur Udara dan Residence Time Pada Pulse Drying Chamber The
Effectof Chamber Length to Air Temperature DMribution and Residence Time in Pulse Drying Chamber Eddy EIIiano Jurusan Teknik Mesin Universitas Islam Riau Jalan Kaharuddin Nasution I 13 Pekanbaru 282M eddy_elfi ano@yahoo. co. i d
Abstrak Untuk mendapatkan kinerja sistem pengering sumber udara par as sangat diperlukan" Dalam penelitian in pulse combustor dipilih sebagai sumber udara panas karena konsumsi bahan bakar yang hemat dan rendah emisi. Teknik pengeringan pulse combustiorz nrenggunakan teknologi pembakaran berosila.si untuk nrnghasilkan temperatur dan kecepatan dorong pulsatingjets yang tinggi. Penelitian dimaksudkan untuk melihat pengarutr tinggi drying clunber terbadap distribusi temperatur udara panas pada proses Eksperinren menunjul*an bahwa penambahan "rcg drying clumber akarl. rreningkatkan residence rine. Performance dari drying chamber terganung dari beda temp€rafir antara saluran ma$* dan ke\w chonfur. Efisiensi terrnal menunjukkan sekitar 569 7q sedmgkan penamUatan tinggi chemb€r mnunj,rkkan 66,5 o/o. Dari pengamatarl banyak proses penguingro terjdi tidak sryuma Sudi saat ini rrmghendaki penyempumaan disain lhususnya sistemfeeding pemle.hm tmperahr
udraparc
sryaya proses p€Nlg€riogm kmtinyu
Kata-kata kanci : Pulx ambusur, drying ctuntbo, temperatur, residence time
Abstract In order to get
the prfonnancc of dtying q,stem, a source of heat is really needed- In this research pulse combustor is chosen as tlp leat source due to its low fuel consunption and low emissions. A pulse combustion drying te&nique uteri. the teclmologt of combustion driven oscillations to produce high temperature and high velocity puluting jets. Ilu aperimmts are conducted in order to see tlre elfect of drying chamber length and hot air terrpmtue on drying pnocess. The *perimmts show that the extension of drying chamber length increases residq* time of solulion travelling in the drying clwmber. The performance of drying clamber deperds on temperalure deference between intalee and exhaust in clanber. Overall thermal fficiency slaws 56.9 %" l,{w*shile tlte qtewion of the height of the clannber shoyts 66.5 ol. From the obserttation, most of the drying process does not oecur completely, Current study shows that the drying system need to redesign especially on feeding system and hot air temperature as an imprtant factor to ensure a antinuotu drying process.
around
Keywords : Pulse ombusnr, &ying chamber, temperatwe, residence time
I
PENDAHULUAN
Teknologi spray drying merupakan proses pemanasan untuk menghilangkan kadar air pada suatu larutan sehingga diperoleh hasil pengeringan berupa powders, granulates atau agglomerates. Produk )rang dihasilkan tergantung sifat-sifat fisik maupun l
J. Saintis, Vol.12. No.1,20ll:
1-5
Teknologi ini diterapkan cukup luas, termasuk pada produk makanan, pharmaceutical, dalam ceramici polyner dan industri-industri kimia (Reinhard 2007). Langkah-langkah dan yang bertekanan nozzle melalui proses iiroy aryns yaitu pengatomisasian larutan panas, udara dengan yang teratomisasi Lerkecepatan tinggi, p"r"a-porat antara larutan perrg"rirg* me6lui penguapan campuran dan pemisahan pro{uk yang telah_dikeringkan a"nlun.r-d*u. fencampuian larutan yang teratomisasi dengan udara dapat terjadi secara dua utit* berlawanan arah (counter-current/tow) dan aliran searah (co-current)' "*i penelitian ini menginvestigasi pengaruh perubahan ttrrggi chamber tethadap distribusi dan lamanya residence time yang terjadi saat berlangsungnya temperatur ruang pengeringan -Resiierce fize diperlukan untuk mengurangi moisture content darr pror", pengeririgan. .r"auputti, peigeringan sempuma produk yang dihasilkan. Dalam hal ini, perancangan swirl dalant arah udara pai*t p"tti"ombusior yang masuk perlu diatur supaya terjadi efek chamber.
tr.
METODE PENELITIAN
Spray drying terdiri dari komponen utama yaifii pulse combustor, dryin{ chamber, dikeringkan transfer pipe'ai cyclone sebagw pemisah udara dan butiran serbuk yang telah paaa peneiitain ini, pencurp*i, larutan dengan udara panas terjadi dengan tipe aliran searah (io-cirrent) dan milibatkan peralatan sep.rti kompreior, pompa untuk material larutan ke program sebagai )rrrrrru norrl", blower sebagai udara tambahan (diluents air), lab. view volume. laju aliran indikator dan temperatur pendeteksi distribusi
a Pulse Combustor Pulse combustor tetdbi dwi body dan tailpipe dengan panjang masing-masing 120 mm
d4n 420 mm. Pada saat staft, pulse combustor memerlukan udara dari kompresor dan setelah akan stabil penyalaan melalui pemUat*un secara osilasi, udara yang diberikan kompresor dari yang Udara adasekitar ditutup. Secara atani pufse combustor akan menghisap udara 170 indikator volume kompiesor dan gas siUagai bahan bakar dialirkan dengan laju aliran bahan sebagai LPG dan Llminute dan 3i Ltmrnzre berturut-turut. Udara seb4gai oxidizer bakar dicampur, melalui percikan busi menghasilkan udara bertekanan dan bertemperatur tinggi. Mateial'pulse coibustor srura dengan drying chamber terbuat dad. stainless steel. Teil-perataur udara panas yang keluar dari pulse combustor merupakan temperatur udara pada saluran masuk drying chamber.
b.Drying Chamber perancangan drying chamber mengikuti
jeris atomizer, dengan perbandingan tinggi dan
diameter chamber, L/D berkisar antara 3 sampai 5 pada bagian bawah chamber berbentuk kerucut. Perbandingan L/D ini mengharuskan dryin7 chamber menggunakan atomizer ierus pre s sure no zzle (Mujumdar, 2006). juga Thermocouple Aipasarg pada saluran masuk dan keluar drying chamber dan Sinyal temperatur. distribusi mendapatkan dipasang pada titik-titiA ai iryns chamber untuk
th'ermoioupte al
Pengank Tinggi Clumber : (Eily Effliano) pararneter-parameter yang ada seperti disnibusi temperahr, residence time, dan thermal
eficiency.
G""ibar l. Experinental Senq
Gmbar I menunjukkan experinental setuppadasistefl sprql, drying, A= lab.view, B = (lS4 C- signol conditioning,D:fuel/low meter,E-fuel tank,F - airllow meter, G = onprasor,W : pr*sure tlosdtrcu, TC = ihermocouple, pg = feeding system.
[L
EASILDAI{PEMBAEASAI{
Si*m Wa*ry pt* safur meogffiIkan perpindehan penas ymg tinggt Laju rchc udrapor ymg hhr dgdpbc mnfunrscbesar ?Fl2,66 m'm aipinaauun b @ ffiq mdatui slfran EaL. D[strihrd t€mpcrdr ti+tiap titik-pada dryms chanbq terYaist Pada sfuu mas* eybg dw$q bertemperanr 72OoC dan pada alira
saturan kelur bchp€rdtr 3t2oc. neOa temperatr ini menuqiuklsan pedormance dari &ying clumber lang merElursillrp,t 111s,6o7 fficiency sebesar 569 % . Dengan penambahan paqiang f:rlrgi^eying chanrber hingga 1325 mrn, temperatur udara panes masuk dan keluar 720"C danz4lu0 berturut-turut. Performotce dari drying chamber menghasilkan thermal eficienqt sebesar 66,5yo. Perfonnance pengeringan bertambatr dengan meningkatkan tinggi chamber, hal ini menunjukkan proses pengeringan dan penguapan lebih lama terjadi.
Gambar
I
dan 2 menunjukkan temperatur masuk dan keluar drytny chamber, dimana pada
udra tambabm (dtluotts atr) dui blower diberikan untuk membantu proses penguapan larutan. Tambahan analisa menunjukkan, penambahafl tinggi chamber akan berpenganrh pada besarnya beda temperatur masuk dan keluar dan berpengaruh pada percobaan
residence time.
J. Saintis, Yol.12. No.l, 2011: 1-5 750 700 650 600
_
pe
5
sso
g s00 = z 4so +oo $ g 3s0 E 300 r250 200
1000
7325
Length of drying chamber
I Gambar
2.
(mml
rwithoutdiluent rwithdiluent
I
Temperatur masuk sebapi fungsi panjangdrying clnmber
500 450
Ig 3so +oo
3
3oo
E
200
E
roo
E 3
2so
H. rso 50
0
1000
1325
Length of drying chamber (mm)
I
rwithoutdiluent rwithdiluent
I
Gambar 3. Temperatur keluar sebagai fungsi panjang drying chamber
I
dan 2 menunjul
Tabel
mempercepat residence time.
Tabel
l.
Hubungan antarajumlah udaratambahan dari blou,er danresidence
penambahan tingg1
c hamb e
of Diluenb Air tr'low Rate (m3/h) (m'lt)
Eot Air Flow Rnte Pulse Combustor
&reee
sebelum
r. Residence Time
(second) 0.911
232.66 39
0.78
Pengaruh Tinggi Chamber : @ddy Effliano) Tabel 2. Hubungan antara jumlah udara tambahan dari blouter dan residence time setelah penambahan tinggtr c h amb e r.
Hot Air f,'low Rate of
Diluents Air tr'low Ratc
Pulse Combustor (m3/h)
(-'rn)
Residence Time (second) 1.267
39
IV.
1.085
KESIMPULAN
Pengeringan larutan merupakan prosx thermal suatu zat menjadi partikel padat. Feeding berbentuk larutan diharapkan benrbah menjadi powder. Pada penelitian in pulse combustor dipilih sebagai sumber udara panas dikarenakan hemat konsumsi batran bakar dan sangat rendah emisi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tng$ chamber trr}ndap distribusi temperatur dan residence time selanta proses pengeringan terjadi. Perbedaan temperatur udara masuk dan keluar chamber berpengaruh terhadap performance drying chamber.
V.
UCAPAI\ TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada laboratorium combustion Fakulti Kejunferaan
Mekanikal Universiti Teknologi Malaysia yang telah mendukung terlaksananya penelitian ini.
VI.
DAFTARPUSTAKA
Filip Van der Gucht Ignace De Ridde4 Article, Particle Engineering with A Lab Scale Spray-Dryer, Departement Chemical Engineeing,De Nayer Instihrte (Mecheleq Belgium). Iva Filkovq Li Xin Huaqg and Arun S. Mujumdar, 2006, Industrial Spray Drying Systems, Taylor
&
Francis Gror.p, LLC.
Keller, J.O., Hongo
I.,
1990: Pulse Combustion: The Mechanisms
Combustion and Flame, Vol. 80, 219 Master
Keith
-237.
1985, Spray Drying Handboolq George Godwin Londoq Fourth
of NOx
Production,
Edition
Mujumdar, A.S., 2006, HandBook of Industial Drying Taylor & Francis Group, LLC. Qoiyum, Abdul,2008, The Performance of Yalveless Pulse Combustor Using Gaseous Fuel, Mec hanic al Engineering UfM. Reinhard Veluing, Willard R. Foss, David Lechuga-Ballesteros,2007, Particle Formation in Spray Drying, Science Direct, Aerosol Science 38,728-746. Smucerowicz Iwona" Ph.D Thesis, 19919, Modeling and Verification of Heat and Mass Transfer in The Flow Field Generated by Pulse Combuster,Plan4 Lodz. Sonodyne Industries, Inc, 1f84, Pulse Combustion DryW, Case Study, Portland. Jones, H.RN., Leng J., 1996, The Influence of Fuel Compsition on Emissions of CO, NO and NO' from a Gas-Fired Pulsed Combustor, Combustion and Flame, Vol. 104,
419430. Zbicinski Ireneusz, 2002, Equipment, technologt, perspectives and modeling of pulse combustiondrying, Vol86, 33 - 46.
