35
34.07 55.84
51.97 43.79
16.88 31.91
52.27
29.16
10 20
30 40
50 60
1 2
3 4
5 6
7 8
Jam ke- Laju destilat
literjam
Gambar 8. Fluktuasi jumlah destilat terhadap waktu Jumlah destilat pada awal proses penyulingan yaitu jam pertama
sebesar 34,07 liter, lebih kecil dari jumlah destilat pada jam kedua yaitu sebesar 55,84 liter. Hal ini dikarenakan panas yang digunakan dari api
dalam tungku, belum dapat digunakan secara keseluruhan untuk memproduksi uap air. Panas dari api tungku pada jam pertama, selain
digunakan untuk memproduksi uap air juga digunakan untuk memanaskan dinding boiler atau menaikkan suhu lingkungan di sekitar
dinding-dinding boiler. Kestabilan nyala api dalam tungku tidak dijaga sehingga jumlah
destilat setelah jam kedua menurun. Hal ini dikarenakan nyala api semakin mengecil. Penurunan signifikan jumlah destilat terjadi dari jam
keempat menuju jam kelima. Hal tersebut dikarenakan adanya pengisian air ke dalam boiler. Dengan demikian suhu dalam boiler menurun dan
produksi steam ikut menurun. Hal tersebut dapat dilihat dalam Lampiran 1, di mana suhu bagian atas tungku juga menurun secara signifikan pada
menit ke-270.
b. Ketel Suling Skala IKM
Ketel suling yang digunakan pada skala IKM memiliki model yang hampir sama dengan prototipe ketel suling. Ketel suling skala IKM
36 memiliki diameter 98 cm, tinggi keseluruhan 153 cm, dan tinggi saringan
dari bibir ketel 133 cm. Perbandingan diameter dengan tinggi ketel suling dari atas saringan yaitu 1 : 1,36. Kapasitas maksimal ketel suling tersebut
1.002,7 liter. Baut pengunci tutup ketel sebanyak 10 baut. Pada tutup ketel tidak terdapat penyekat dan tidak terdapat glasswool atau penahan
panas lainnya di dinding ketel suling. Namun pada bagian bawah ketel dipendam dalam lapisan semen. Hal tersebut tentunya dapat mengurangi
energi panas yang hilang dari bagian bodem bawah ketel. Sketsa ketel suling skala IKM dapat dilihat pada Gambar 9.
Prinsip kerja dari ketel suling ini yaitu uap air yang berasal dari boiler
masuk ke dalam ketel melalui pipa di bawah saringan Santoso, 1990. Pipa di bawah saringan yang digunakan untuk memasukkan uap
air berbentuk melingkar agar uap air yang dialirkan dapat merata Rusli, 2003. Uap air tersebut berpenetrasi ke dalam nilam kering dan
membantu keluarnya minyak dari kantung-kantung minyak pada jaringan terna nilam. Minyak yang keluar berbentuk campuran uap air dengan
minyak Ketaren, 1987.
Gambar 9. Ketel suling skala IKM : a tutup ketel, b dinding ketel, c
bagian bawah ketel yang tertanam dalam lapisan semen.
150 mm
980 mm 1330 mm
200 mm 1280 mm
a
b
c
37 Berdasarkan disain ketel suling skala IKM di atas, kinerja ketel
dari segi disain dapat diukur dari kemampuan disain ketel tersebut mempertahankan panas dan mempenetrasikan uap di dalam ketel.
Kemampuan disain ketel suling skala IKM dalam mempertahankan panas masih cukup rendah. Hal ini dikarenakan adanya kebocoran pada disain
ketel suling tersebut Fatahna, 2005. Kebocoran terjadi di sela-sela tutup ketel dengan bibir ketel. Selain itu, tidak adanya penggunaan penahan
panas pada dinding ketel, tentunya akan memperbesar kehilangan energi panas dari ketel suling.
Kehilangan panas dalam ketel dapat mengakibatkan uap di dalam ketel lebih cepat terkondensasi, sehingga kemungkinan terjadinya
kehilangan uap air semakin besar. Indikator kehilangan panas dapat diukur dari fluktuasi suhu yang terukur di permukaan bagian luar ketel.
Hal tersebut dapat dilihat dalam Lampiran 1. Semakin besar suhu yang terukur, maka kehilangan panas pada permukaan bagian tersebut semakin
besar. Hal ini disebabkan panas berpindah dari suhu yang tinggi ke suhu yang lebih rendah McCabe, 2005. Namun demikian, jumlah kehilangan
panas pada suatu bagian ketel tidak hanya ditentukan oleh suhu yang terukur saja, tetapi juga luas permukaan pindah panas bagian ketel
tersebut Zemansky, 1982. Hal ini akan diperjelas dengan Tabel 4. Tabel 4. Keterkaitan luas permukaan pindah panas dengan kehilangan
panas ketel No.
Keterangan Tutup Ketel Dinding ketel
1. Luas permukaan pindah panas
ketel 1,05 m²
4,71 m² 2.
Total kehilangan panas selama 8 jam
10,23 MJ 48,79 MJ
3. Rata-rata kehilangan panasjam
1,28 MJ 6,10 MJ
Tabel 4 menunjukkan bahwa luas permukaan pindah panas dinding ketel lebih besar 4,49 kali dari luas permukaan pindah panas
38
5.39 6.36
6.40 6.25
6.11 5.84
6.36 6.07
6.29 7.76
7.80 7.65
7.43 6.85
7.77 7.46
1.40 1.33
1.39 0.90
1.41 1.01
1.41 1.39
1 2
3 4
5 6
7 8
9
1 2
3 4
5 6
7 8
Jam ke-
Kehilangan panas
MJjam
Tutup Dinding
Tutup dan Dinding
tutup ketel. Begitu pula dengan perbedaan total kehilangan panas di dinding ketel lebih besar 4,77 kali dari tutup ketel yaitu sebesar 48,79
MJ. Kehilangan panas per 30 menit dapat lihat dalam Gambar 10 serta Lampiran 3.
Tutup ketel memiliki suhu yang lebih tinggi daripada dinding ketel. Namun kehilangan panas pada tutup ketel lebih kecil daripada
dinding ketel seperti terlihat dalam Gambar 10 dan Lampiran 3. Hal ini disebabkan luas permukaan pindah panas pada tutup ketel hanya sebesar
1,05 m², sedangkan luas permukaan pindah panas pada dinding ketel sebesar 4,71 m². Dengan demikian, kehilangan energi panas pada bagian
ketel skala IKM sangat dipengaruhi luas permukaan pindah panas tiap bagian ketel bukan pada suhu yang terukur pada setiap bagian ketel.
Gambar 10. Fluktuasi kehilangan panas pada ketel suling skala IKM Suhu tutup ketel yang terukur lebih tinggi daripada suhu dinding
ketel. Data lebih rinci terkait dapat dilihat dalam Lampiran 1. Hal ini terkait dengan pola aliran penetrasi uap di dalam ketel, di mana uap akan
mengalir dari bagian bawah ketel ke bagian atas ketel, tepatnya menuju tutup ketel. Pola aliran penetrasi uap dapat dilihat pada Gambar 11.
39 Gambar 11. Fenomena arah penetrasi uap dalam ketel IKM : a
masuknya uap dari boiler, b uap yang keluar dari ketel, c pipa penyalur uap
Uap dari bagian bawah saringan ketel akan mengalir dan berpenetrasi ke dalam nilam kering yang berada di atas saringan ketel.
Suhu tutup ketel menjadi lebih tinggi daripada dinding ketel karena steam
akan terakumulasi di bagian atas yaitu tutup ketel.
c. Kondensor Skala IKM
