PERANCANGAN RUANGAN PAINT BOOTH SEDERHANA TUGAS AKHIR BIDANG KONVERSI ENERGI

(1)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini banyak pengusaha pengecatan menengah yang masih banyak menggunakan pemanas matahari sebagai bahan untuk mengeringkan cat, setelah proses pengecatan dilakukan di luar ruangan. Dengan hal ini, para pengusaha pengecatan tidak dapat menghasilkan keuntungan dari hasil pengecatan itu sendiri, dikarenakan hasil yang kurang maksimal yaitu terdapat debu atau partikel-partikel kecil yang menempel pada cat. menggunakan penutup terpal untuk mengatasi masuknya debu dan udara kotor dari luar ruangan adalah hal yang biasanya dilakukan oleh para pengusaha menengah, akan tetapi dengan cara ini kurang efektif karena masih banyak kebocoran atau celah-celah yang dapat udara kotor atau polusi yang terdapat diluar ruangan bias masuk ke dalam ruangan. Pengecatan body kendaraan yang baik adalah dilakukan didalan ruangan yang biasanya disebut dengan Cat Oven (Paint Booth) karena bebas dari polusi udara dan udara kotor yang ada diluar ruangan.

Industry dianggap sebagai sumber pencemar karena aktifitas Industry merupakan kegiatan yang sangat tampak, pembangkitan daya yang menggunakan bahan bakar fosil, pembakaran sampah, pembakaran sisa pertanian, pembakaran hutan dan pembakaran bahan bakar (Anonim,2009).


(2)

2

Dengan permasalahan diatas dibutuhkan mesin yang dapat membantu proses pengecatan dan pengeringan bodi kendaraan yang dapat diaplikasikan di bengkel-bengkel menengah yang efisien dan minimalis. Spesifikasi yang harus dipenuhi dalam alat tersebut adalah mampu memenuhi kebutuhan panas dan melakukan proses sirkulasi udara panas yang bersih tanpa adanya debu dan partikel-partikel kecil lainnya.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana desain dan dimensi dari perancangan Paint Booth dengan sistem blower dan burner.

2. Bagaimana cara pemilihan blower dan burner yang sesuai dengan kebutuhan.

1.3 Tujuan

Tujuan perancangan paint booth ini adalah:

1. Untuk mendapatkan ruangan Paint Booth yang sesuai dengan kendaraan yang ada.

2. Untuk mendapatkan rancangan Paint Booth dengan system blower dan burner.

1.4 Manfaat

Manfaat perancangan ini adalah:

1. Meningkatkan hasil dan proses pengecatan bodi kendaraan secara maksimal dan ekonomis.


(3)

3

1.5 Batasan Masalah

Untuk menghindari pembiasan dari tujuan diatas maka perlu adanya pembatasan guna memudahkan dalam pemahaman, sehingga sasaran yang diharapkan dapat tercapai. Adapun batasan – batasannya adalah sebagai berikut :

1. Proses penguapan cat atau pengeringan cat mobil adalah selama 20 menit dengan suhu 60⁰C sesuai lapangan.

2. Menggunakan material yang mudah didapatkan. 3. Diasumsikan panas pada oven cat pengeringan merata.

4. Pengaturan suhu pada oven menggunakan microkontroler. Apabila sudah mencapai suhu yang diinginkan pemanas akan mati, apabila suhu menurun pemanas akan hidup.

5. Tidak membahas sebelum atau sesudah proses pengecatan dan jenis cat yang digunakan.


(4)

4

1.6 Konsep Perancangan

Gambar 1.1 Konsep Alat Cat Oven (Paint Booth)

Dalam perancangan mesin cat oven ini (Paint Booth) ini dibagi menjadi system 3 ruangan, dari ruangan pengering, ruangan airflow pemanasan, dan ruangan airflow blower.


(5)

i

PERANCANGAN RUANGAN PAINT BOOTH SEDERHANA

TUGAS AKHIR

BIDANG KONVERSI ENERGI Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)

Oleh :

FALIAN ZANDAKA 201010120311129

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015


(6)

(7)

iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh : Falian Zandaka 201010120311129

Yang telah disahkan oleh :

Dosen pembimbing I Dosen pembimbing II

(Budiono, SSi.,MT) (Ir. Ali Mokhtar, MT)

Nip.108.9603.0336 Nip.108.9109.0234

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(Ir. Daryono, MT) Nip. 108.8909.0124


(8)

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 : Falian Zandaka

Nim : 201010120311129 BidangKeahlian : Konversi Energi

Judul : Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana Pembimbing I : Budiono,SSi., MT

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 IVdan Seminar Hasil

Malang, 27 Agustus 2015 Dosen pembimbing I


(9)

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 : Falian Zandaka

Nim : 201010120311129 BidangKeahlian : Konversi Energi

Judul : Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana PembimbingII : Ir. Ali Mokhtar, MT

No. Catatan Asistensi Paraf

Dosen pembimbingII

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 dan Seminar Hasil

Malang, 27 Agustus 2015 Dosen pembimbing II


(10)

vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN Yang bertandatangan di bawah ini :

Nama : Falian Zandaka Nim : 201010120311129 Tempat/Tanggal Lahir : 04 Oktober 1991 Jurusan : TeknikMesin Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :

Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana” 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 kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya.

Malang, 27 Agustus 2015 Yang menyatakan,


(11)

vii

ABSTRAK

Perkembangan jasa pengecatan sangat dipengaruhi oleh teknologi yang digunakan, dalam hal ini teknologi yang di harapkan adalah mengetahui dimensi ruangan yang sesuai dengan kebutuhan, menggunakan blower dan burner sesuai kebutuhan. Salah satu pengusaha pengecatan menengah yang perlu di perhatikan adalah pengusaha pengecatan yang masih menggunakan sinar matahari sebagai sarana untuk pengeringan dan proses pengecatan diluar ruangan. Kelemahan pengeringan dengan sinar matahari dan proses pengecatan diluar ruangan mudah terkena benda asing seperti debu, asap, partikel-partikel kecil, dan membutuhkan waktu yang lama. Oleh sebab itu diperlukan suatu mesinya itu dengan merencanakan mesin pengering cat atau Paint Booth.

Pengering ini berbentuk persegi dengan panjang 7m, lebar 5m, dan tinggi 3m dan terdapat saluran airflow di dalamnya. Proses pengeringan ini diperoleh dengan cara udara panas dihembuskan kedalam ruang paint booth. Dari hasil perancangan didapatkan kebutuhan Blower 73892,567 m³/h dengan menggunakan industrial Suction Blower Fan Model 4-68 No. 10 D dengan kapasitas 45800-79111 m³/h dan kebutuhan Burner 9,044Kw dengan menggunakan Single Stage Gas Burners seri BMP 10W kode 18000100 dengan Burner output 2Kw-10Kw

Kata kunci :Mesin pengering, Paint Booth

ABSTRACTION

Growth of painting service very influenced by used technology, in this case technology which expecting to know room dimension matching with requirement, using and blower of burner according to requirement. One of entrepreneur of middle painting needing paying attention entrepreneur of painting which still use sunshine as medium for the draining of painting process and outside room. Weakness of draining with painting process and sunshine outside room of contamination foreign object like dirt, smoke, small particles, and require time old ones. On that account needed a machine that is by planning dryer machine paint or Paint Booth

This drying in form of square with length 7m, wide 5m, and high 3m and there are channel of airflow in it. Process this draining obtained by hot weather exhaled into room of paint booth. From result of scheme got requirement of Blower 73892,567 m³ / h by using Suction Blower Fan industrial Model 4-68 No. 10 D with capacities 45800-79111 m³/ h and requirement of Burner 9,044Kw by using Single Stage Gas of Burners break even BMP 10W code 18000100 with Burner output 2Kw-10Kw


(12)

viii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas akhir dengan judul “Perancangan Ruangan Paint Booth Sederhana” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasaringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terimakasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimakasih tersebut disampaikan kepada :

1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang takakan terlupakan.

2. Bapak Budiono, SSi. MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan. 3. Bapak Ir. Ali Mokhtar. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM. 5. Bapak Budiono, SSi. MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM. 6. Bapak / Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa


(13)

ix

7. Teman–teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.

8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan kalian semuannya.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangunakan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim–Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 27 Agustus 2015


(14)

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 PERYATAAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan ... 2

1.4. Manfaat ... 2

1.5.Batasan Masalah... 3

1.6.Konsep perancangan ... 4

BAB II ... 5


(15)

xi

2.1.Pengeringan ... 5

2.2.Polutan (Pencemaran Udara)... 6

2.2.1. Faktor Penyebab Pencemaran Udara ... 7

2.2.2. Partikulat (Asap atau Jelaga)…...8

2.3.Pengeringan Dengan Udara Panas ... 8

2.4. Kalor Jenis ... 9

2.5. Cara Pembakaran Kalor ... 10

2.5.1. Perpindahan Panas Konduksi ... 10

2.5.2. Perpindahan Panas Konveksi...11

2.5.3. Perpindahan Panas Radiasi ...11

2.6. Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh ... 12

2.7. Komponen Paint Booth………...13

2.7.1. Blower ... 12

2.7.2. Burner………...15

2.7.3. Paint Booth………. ...16

BAB III ... 17

METODE PERANCANGAN ... 17

3.1. Daya yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ... 17

3.2. Energi yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ... 17

3.3. Dimensi Ruangan Oven yang Dibutuhkan ... 17

3.4. Pemilihan Blower ... 17


(16)

xii

3.6. Diagram Alir Metode Perancangan... 20

3.3. Analisa dan Kesimpulan ... 20

BAB IV ... 22

4.1. Targer Perancangan... 22

4.2.Perhitungan Dimensi Ruang Paint Booth ... 23

4.3. Perhitungan Beban Pemanasan ... 23

4.4. Perhitungan Beban Panas Dinding Ruangan...26

4.4.1 Panas Pada Dinding Belakang……….………...26

4.4.2 Panas Pada Dinding Samping Kanan dan Kiri………....27

4.4.3 Panas Pada Atap………...29

4.4.4 Panas Pada Pintu………...30

4.5. Perhitungan Kebutuhan Blower………...32

4.6. Perhitungan Kebutuhan Burner ...33

KESIMPULAN ... 34


(17)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar1.1 : Konsep alat cat oven (Paint Booth ... 4

Gambar2.1 :Polutan udara dari industri ... 7

Gambar2.2 :Blower Sentrifugal ... 13

Gambar2.2 :Model single Stage Gas Burner... 15

Gambar 2.3:Skema system Airflow Pada Paint Booth ... 16

Gambar 3.1 : Pola Laju Aliran Udara ... 19

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 : Tabel Catalog Industrial Suction Blower ... 18

Tabel 3.2 : Tabel Catalog Single Stage Gas Burners ... 19


(18)

xiv

DAFTAR PUSTAKA

 Holman, Jp. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga  Joviana, 2009. Hubungan konsentrasi Aktivitas. FKM UI  Koestoer, Raldi Antono, 2002 ; 78

 Tabel Katalog Blower dari http://www.alibaba.com/product-detail/Industrial-Centrifugal-Blower-Fan_506005755.htmlpada tanggal 26 Agustus 2015  Tabel Katalog Burner dari

http://www.baltur.it/en/en/Catalogue/Series/BPM pada tanggal 26 Agutus 2015


(1)

ix

7. Teman–teman sebimbingan, teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B, C dan D serta kepada seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.

8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan kalian semuannya.

Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangunakan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim–Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.

Malang, 27 Agustus 2015


(2)

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 PERYATAAN ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR PUSTAKA ... xiv

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Tujuan ... 2

1.4. Manfaat ... 2

1.5.Batasan Masalah... 3

1.6.Konsep perancangan ... 4

BAB II ... 5


(3)

xi

2.1.Pengeringan ... 5

2.2.Polutan (Pencemaran Udara)... 6

2.2.1. Faktor Penyebab Pencemaran Udara ... 7

2.2.2. Partikulat (Asap atau Jelaga)…...8

2.3.Pengeringan Dengan Udara Panas ... 8

2.4. Kalor Jenis ... 9

2.5. Cara Pembakaran Kalor ... 10

2.5.1. Perpindahan Panas Konduksi ... 10

2.5.2. Perpindahan Panas Konveksi...11

2.5.3. Perpindahan Panas Radiasi ...11

2.6. Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh ... 12

2.7. Komponen Paint Booth………...13

2.7.1. Blower ... 12

2.7.2. Burner………...15

2.7.3. Paint Booth………. ...16

BAB III ... 17

METODE PERANCANGAN ... 17

3.1. Daya yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ... 17

3.2. Energi yang Diperlukan Untuk Proses Pengeringan ... 17

3.3. Dimensi Ruangan Oven yang Dibutuhkan ... 17

3.4. Pemilihan Blower ... 17


(4)

xii

3.6. Diagram Alir Metode Perancangan... 20

3.3. Analisa dan Kesimpulan ... 20

BAB IV ... 22

4.1. Targer Perancangan... 22

4.2.Perhitungan Dimensi Ruang Paint Booth ... 23

4.3. Perhitungan Beban Pemanasan ... 23

4.4. Perhitungan Beban Panas Dinding Ruangan...26

4.4.1 Panas Pada Dinding Belakang……….………...26

4.4.2 Panas Pada Dinding Samping Kanan dan Kiri………....27

4.4.3 Panas Pada Atap………...29

4.4.4 Panas Pada Pintu………...30

4.5. Perhitungan Kebutuhan Blower………...32

4.6. Perhitungan Kebutuhan Burner ...33

KESIMPULAN ... 34


(5)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar1.1 : Konsep alat cat oven (Paint Booth ... 4

Gambar2.1 :Polutan udara dari industri ... 7

Gambar2.2 :Blower Sentrifugal ... 13

Gambar2.2 :Model single Stage Gas Burner... 15

Gambar 2.3:Skema system Airflow Pada Paint Booth ... 16

Gambar 3.1 : Pola Laju Aliran Udara ... 19

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 : Tabel Catalog Industrial Suction Blower ... 18

Tabel 3.2 : Tabel Catalog Single Stage Gas Burners ... 19


(6)

xiv

DAFTAR PUSTAKA

 Holman, Jp. 1994. Perpindahan Kalor. Jakarta. Erlangga  Joviana, 2009. Hubungan konsentrasi Aktivitas. FKM UI  Koestoer, Raldi Antono, 2002 ; 78

 Tabel Katalog Blower dari http://www.alibaba.com/product-detail/Industrial-Centrifugal-Blower-Fan_506005755.html pada tanggal 26 Agustus 2015  Tabel Katalog Burner dari

http://www.baltur.it/en/en/Catalogue/Series/BPM pada tanggal 26 Agutus 2015