68
70.52 228.64
154.71 y = 79.059x - 6.8252
R
2
= 0.9986
50 100
150 200
250
0.5 1
1.5
Bar gauge Jumlah destilat
liter
Akumulasi destilat liter Linear Akumulasi destilat
liter
Gambar 28. Hubungan akumulasi destilat terhadap peningkatan tekanan ketel
c. Efisiensi Energi Prototipe Alat Penyulingan 1 Prototipe
Boiler
Prototipe boiler memiliki luas permukaan pindah panas yang lebih besar dari boiler skala IKM. Luas permukaan pindah panas ini akan
menjadi lebih optimal, bila luas permukaan pindah panas itu dapat digunakan seluruhnya untuk memanaskan dan menguapkan air. Oleh
karena itu, diperlukan panas yang merata pada permukaan pindah panas di boiler. Dengan luas permukaan pindah panas prototipe boiler sebesar
14,40 m², dapat menghasilkan uap air rata-rata sebesar 6,45 literm² jam. Rata-rata uap air yang dihasilkan sebesar 6,45 literm² jam,
membutuhkan energi kalor kayu sebesar 318,11 MJjam, sehingga diperoleh efisiensi prototipe boiler sebesar 77,59 . Gambaran efisiensi
prototipe boiler dapat dilihat dalam Gambar 29.
69 Gambar 29. Efisiensi prototipe boiler
Selain keunggulan disain prototipe boiler pada luas permukaan pindah panasnya, keunggulan dari disain prototipe boiler lainnya yaitu
adanya penggunaan katup pengatur tekanan uap air dalam boiler dan blower
. Sumber panas berasal dari api pembakaran kayu di tungku.
Adanya penggunaan blower dapat membantu meratakan panas api dari bagian depan boiler sampai dengan bagian belakang boiler. Selain itu,
penggunaan blower dapat mempertahankan nyala api dalam tungku stabil. Hal tersebut diindikasikan dengan stabilnya tekanan uap dalam
boiler . Penggunaan katup pengatur tekanan uap di boiler, dapat
digunakan untuk menghasilkan tekanan uap yang tinggi. Dengan pasokan tekanan uap air yang tinggi di boiler, maka kestabilan tekanan uap yang
masuk ke dalam ketel suling dapat diatur dan laju penyulingan juga konstan. Indikasi kestabilan laju penyulingan ini dilihat dari laju destilat
yang dihasilkan, di mana rata-rata laju destilatnya sebesar 0,63 literkg jam. Dengan penambahan disain pada tungku dan boiler prototipe,
kinerja tungku dan boiler dapat ditingkatkan sehingga produktivitas uap air pun dapat meningkat.
Berdasarkan kinerja dari segi disain boiler, sehingga menghasilkan kondisi tekanan uap air yang stabil dalam boiler, maka
efisiensi energi yang dihasilkan pada prototipe boiler sebesar 77,59 .
Boiler ξ = 77,59
T
air awal
= 25,5 °C T
steam
= 145,20 °C
Energi kayu bakar
1.908,66 MJ Energi uap air
gas 1.480,93 MJ
Loss energi
427,73 MJ
70
2 Prototipe Ketel Suling
Efisiensi prototipe ketel suling dikatakan efisien penggunaan energinya, bila ketel tersebut dapat meminimalkan energi panas yang
hilang dari ketel selama proses penyulingan. Kehilangan energi panas pada prototipe ketel suling paling besar terdapat di dinding ketel. Selain
itu, kondisi proses yang berupa peningkatan tekanan uap dalam ketel, juga akan meningkatkan kehilangan panas di permukaan ketel. Dengan
demikian, titik kritis kehilangan panas pada ketel terdapat pada permukaan luas pindah panas di ketel dan kondisi proses peningkatan
tekanan uap. Penggunaan glasswool dan katup pengatur tekanan uap di ketel
dapat meningkatkan efisiensi kinerja ketel suling dari segi disain dan proses. Penggunaan kondisi proses peningkatan tekanan uap bertahap
dapat mengefisienkan lama waktu penyulingan, tanpa harus mengalami kehilangan panas yang besar. Peningkatan tekanan uap secara bertahap
dapat dilakukan karena adanya penggunaan katup pengatur tekanan uap di ketel. Dengan demikian, penggunaan glasswool menyokong kondisi
proses yang diterapkan dalam ketel suling. Bila kinerja ketel suling dari segi disain dan proses meningkat, maka efisiensi dari ketel suling
tersebut tinggi Yuhono dan Shinta, 2006. Efisiensi prototipe ketel suling yang diperoleh sebesar 97,20 . Pengaruh penggunaan glasswool
terhadap efisiensi ketel dapat dilihat dalam Tabel 12. Tabel 12. Pengaruh penggunaan glasswool terhadap efisiensi prototipe
ketel Keterangan
Jumlah Energi yang masuk ke ketel
1.406,39 MJ Loss
energi di ketel : 1. Tutup ketel
2. Dinding ketel nonglasswool 3. Dinding ketel glasswool
4. Bodem ketel 8,86 MJ
9,23 MJ 18,27 MJ
3,06 MJ
71 Keterangan
Jumlah Total kehilangan panas ketel
39,41 MJ Total kehilangan panas dinding
nonglasswool keseluruhan
89,35 MJ Total kehilangan panas dinding
glasswool keseluruhan
27,49 MJ Pengurangan kehilangan panas
dengan glasswool 61,86 MJ
Persentase pengurangan kehilangan panas oleh glasswool
69,23 Efisiensi ketel
97,20
Gambaran efisiensi prototipe ketel secara umum dapat dilihat pada Gambar 30 berikut ini.
Gambar 30. Efisiensi prototipe ketel
3 Prototipe Kondensor
Efisiensi prototipe kondensor sangat tinggi yaitu hanya sebesar 98,57 . Hal ini disebabkan panjang pipa kondensornya terlalu panjang.
Total panjang kondensor secara keseluruhan sebesar 45,24 meter. Namun pada uji coba penyulingan prototipe kondensor, panjang kondensor yang
mengalami kontak dengan air tenggelam sebesar 39,58 meter. Air pendingin yang digunakan dapat menyerap panas dari pipa kondensor
secara optimal sehingga kinerja pipa kondensor menjadi tinggi dan
Ketel Suling ξ = 97,20
P = 0,5;1;1,5 bar T = 111,61;120,42;127,62 °C
Energi masuk gasuap
1.406,39 MJ Energi keluar
gasuap 1.366,98 MJ
Energi hilang gasuap
39,41 MJ
72 efisiensinya pun meningkat. Efisiensi energi yang tinggi pada kondensor
menyebabkan suhu rata-rata destilat yang dihasilkan sudah cukup optimal dan cenderung lebih dingin yaitu sebesar 31,17 °C. Efisiensi
energi kondensor ini dapat dilihat lebih jelas perhitungannya pada Lampiran 3 dan dalam Gambar 31 berikut ini.
Gambar 31. Efisiensi Prototipe Kondensor
3. Pembandingan Efisiensi Peralatan Penyulingan Skala IKM dengan Prototipe
