1.1 Latar Belakang Ketel uap sebagai sumber utama penghasil energi untuk pembangkit listrik yang menyuplai seluruh kebutuhan energi dalam pabrik. Dalam melakukan kerjanya, ketel uap membutuhkan adanya panas yang digunakan untuk memanaskan air.Pada prinsipnya kegiatan industri gula adalah mengambil gula sebanyak-banyaknya dari batang tebu dengan mengusahakan sekecil mungkin tertinggal dan terikut ampas terakhir. Jenis kegiatan yang dilakukan adalah: - Menghantar/memindahkan zat dan ampas - Memisahkan/mengambil
zatdengan
dicampur
untuk
mendapatkan
pemisahan (reaksi kimia) Untuk kegiatan tersebut diperlukan energi termis,dan energi termis tersebut di dapat dari ketel uap. Gula merupakansalah satu dari sembilan bahan makanan pokok yang berperan penting dalam penghidupan sehari-hari.Penyediaan gula merupakan faktor yangberpengaruh terhadap stabilitas ekonomi nasional, sehingga untuk memenuhi kebutuhan gula dalam negeri yang terus meningkat dengan pertambahan jumlah penduduk serta kenaikan tingkat kehidupan, maka pemerintah berusaha menaikan produksi gula dalam negeri dengan cara merehabilitasi pabrik-pabrik gula yang ada di pulau Jawa dan membangun baru pabrik gula di luar pulau Jawa, salah satu diantaranya adalah pabrik gula Kwala Madu, yang berlokasi di Langkat, dan berada dibawah pengawasan PT. Perkebunan Nusantara II Sumatera Utara. Sasaran utama pengembangan pabrik gula tersebut adalah untuk mencapai swasembada gula dalam negeri disamping pemerataan pembangunan dan penampungan tenaga kerja, serta menggalakkan berdirinya industri hilir dan industri hulu yang ada hubungannya dengan sarana dan peralatan untuk pabrik gula.
19 Universitas Sumatera Utara
Pabrik gula memerlukan energi panas untuk kegiatan pengolahan gula. Energi bahan bakar telah dikandung oleh tebu itu sendiri, yaitu sisa pemerahan ampas yang dapat mencukupi kebutuhan pembuatan uap, pemakaian energi secara efektif dapat dilakukan oleh perusahaan dengan cara mengarahkan pemakaian energi, dengan cara dan jumlah yang tepat dengan kebutuhan produksi.
1.2 Perlakuan Tenaga Dalam Industri Gula Pada prinsipnya kegiatan di industri gula adalah mengambil gula sebanyak– banyaknya dari bahan baku tebu dengan mengusahakan tertinggal sekecil mungkin yang terikut dalam ampas, untuk kegiatan tersebut diperlukan energi thermis untuk pemanasan, penguapan, memasak dan mengeringkan. Sedangkan energy mekanis diperlukan untuk menghantar, memisahkan (memerah) dan lainlain. Kegiatan pemerahan dan pengolahan pada stasiun-stasiun adalah sebagai berikut: 1. Tenaga pada stasiun gilingan antara lain: - Memerah tebu (digiling) - Memisahkan ampas dan nira 2. Perlakuan pada stasiun pemurnian antara lain: - Memanasi nira untuk penyempurnaan dalam pemurnian - Menyaring nira kotor menjadi nira jernih - Memproses nira dengan bahan pembantu kapur dan belerang. - Memisahkan zat–zat bukan gula 3. Perlakuan pada stasiun penguapan, antara lain: - Memanasi nira jernih untuk memisahkan air. - Mengolah nira encer menjadi nira kental - Memindahkan uap air menjadi kondensat. - Memindahkan gas–gas yang tak dapat mengembun.
4. Kegiata pada stasiun masakan antara lain: - Memanasi nira kental menjadi Kristal
20 Universitas Sumatera Utara
- Mengambil uap air dari nira - Memasak menjadi butir–butir gula produksi 5. Kegiatan pada stasiun putaran antara lain: - Mengolah hasil dari pan masakan - Memisahkan strop–strop dan tetes dari butir–butir Kristal. - Penyelesaian akhir dari gula produksi. 6. Kegiatan pada stasiun pengering dan pengepakan antara lain: - Mengeringkan gula Kristal - Memisahkan debu–debu gula dengan butir–butir gula besar diluar standard size. - Pengepakan hasil produksi untuk dipasarkan (mempergunakan karung plastik berisi 50 kg ) Pada kegiatan tiap stasiun dan aktifitas proses pengolahan, dapat terlihat dalam diagram alir proses pabrik gula (Lampiran 20)
1.3 Tujuan Perancangan Tujuan dari perancangan ini adalah merancang sebuah ketel uap yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi suatu pabrik gula, dengan kapasitas122Ton uap/jam dan kapasitas pengolahan 4000 Ton tebu/hari. Dalam hal ini terlebih dahulu dilakukan surve lapangan pada PT. Perkebunan Nusantara II (Persero) Pabrik Kwala Madu.
1.4 Perumusan Masalah Mengingat kebutuhan akan gula saat ini semakin bertambah, maka dibutuhkan pembangunan beberapa pabrik gula, dimana untuk pengoperasian pabrik tersebut dibutuhkan ketel uap untuk mensuplai energi. Maka di dalam skripsi ini terdapat masalah, yaitu bagaimana cara perancangan suatu ketel uap.
1.5 Batasan Masalah Batasan masalah perancangan ketel uap ini adalah:
21 Universitas Sumatera Utara
1. Menghitung dimensi ruang bakar, dan alat lain yang diperlukan di dalam ruang bakar. 2. Gambar penampang ketel uap. 1.6 Metodologi Perancangan Metodologi perancangan yang digunakan dalam skripsi ini adalah sebagai berikut: 1. Survei lapangan berupa peninjauan pada PT. Perkebunan Nusantara II (Persero) Pabrik Kwala Madu. 2. Perhitungan menggunakan formula-formula yang sudah baku, yang terdapat dalam buku-buku rujukan atau referensi.
1.7 Manfaat Perancangan Manfaat dari perancangan ketel uap ini adalah: 1. Mengetahui sistematika perancangan suatu ketel uap dengan penggunaan formula-formula yang diperoleh dari bangku perkuliahan dan buku-buku referensi yang berhubungan dengan ketel uap. 2. Sebagai
bahan
rujukan
bagi
pembaca,
maupun
pihak-pihak
yang
berkepentingan untuk mengetahui cara perancangan suatu ketel uap yang digunakan untuk pengolahan pabrik gula.
1.8 Sistematika Perancangan Dalam penyusunan skripsi ini maka diperlukan suatu sistematika untuk memberikan gambaran umum. Adapun sistematika penulisan yang digunakan adalah sebagai berikut.
Bab 1: Pendahuluan, Bab ini berisi Latar belakang,Perlakuan Tenaga Dalam Industri Gula, Tujuan Perancangan,Perumusan Masalah, Batasan Masalah, Metodologi Perancangan, Manfaat Perancangan, Sistematika Perancangan.
22 Universitas Sumatera Utara
Bab 2: Tinjauan Pustaka, Bab ini berisiProses pembentukan uap, dan juga Ketel uap.
Bab 3:Penetapan Spesifikasi, Bab ini berisi Bahan Bakar, dan Spesifikasi Ketel Uap.
Bab 4: Perancangan Ketel, Bab ini berisi Perancangan Ruang Bakar Ketel, Pipa Air (waterwall), Temperatur Pembakaran, Kehilangan Panas, Perpindahan Panas pada Ruang Bakar, Panas Yang Meninggalkan Ruang Bakar, Superheater, Ekonomiser, Alat Pemanas Udara (APU), Alat Pemanas Bahan Bakar, Drum Ketel, Cerobong Asap, Kipas (Fan), Effesiensi ketel uap.
Bab 5: Hasil dan Kesimpulan, Bab ini berisi hasil dan kesimpulan dari perancangan ketel.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
23 Universitas Sumatera Utara
