Panas Jenis Alat Penukar Panas

Efektifitas penukar panas didefinisikan sebagai; efektifitas = ε = perpindahan panas nyata perpindahan panas maksimum yang mungkin = q q max 22 Perpindahan panas nyata dapat dihitung dari energi yang dilepaskan oleh fluida panas atau energi yang diterima oleh fluida dingin, untuk penukar panas aliran berlawanan; q = m ̇ h C h T h1 − T h2 = m ̇ c C c T c1 − T c2 23 Menentukan perpindahan panas maksimum, C r = C min C max 24 Yield didapatkan dari persamaan: ����� = m ME m minyak x 100 25 m minyak = massa minyak terkonsumsi gram Kesetimbangan massa dihitung berdasarkan hasil yang didapatkan dengan berbagai parameter, seperti kadar metil ester dan kadar gliserol. Perhitungan rasio energi berdasarkan beberapa persamaan yang telah digunakan oleh sebagian peneliti. RE 1 = E produk − E bahan baku Q proses 26 RE 1 digunakan berdasarkan pertimbangan bahwa bahan baku yang digunakan sudah memiliki kandungan energi dan dapat digunakan langsung, sehingga untuk mendapatkan nilai energi seharusnya energi yang dikandung produk dikurangkan terlebih dahulu dengan energi yang dikandung bahan baku kemudian membagi dengan energi proses yang digunakan. Rasio energi didapatkan juga dengan menghitung nilai kalor yang terkandung dalam minyak awal bahan baku sebagai pembaginya, yaitu: RE 2 = E produk Q proses + E bahan baku 27 Penggunaan RE 2 pada persamaan 27 sebagai pembanding dengan hasil penelitian Sigalingging 2008. RE 3 = E produk E bahan baku − E produk samping 28 RE 3 memperhitungkan kandungan energi yang dimiliki produk samping dari bahan baku yang digunakan. Persamaan rasio energi ini digunakan oleh Pimentel dan Patzek 2005. RE 4 = E produk Q proses 29 RE 4 membandingkan antara energi yang dikandung produk dengan energi proses yang digunakan untuk memproduksinya. Beberapa peneliti yang menggunakan definisi rasio energi ini adalah Yadav et al. 2010, Plenjai dan Gheewala 2009, serta Pradhan et al. 2008. Pada subsistem reaktor diperhitungkan pula panas pembentukan akibat reaksi yang antara minyak dan metanol. Perhitungan berdasarkan jumlah kontribusi atom atau molekul grup dari masing-masing komponen.

3.3.3.2 Perhitungan Analisis Eksergi

Proses analisis dilakukan sesuai dengan batasan sistem seperti pada Gambar 6. Alat produksi biodiesel secara non-katalitik dengan bubble column reactor hasil modifikasi dibagi dalam 4 subsistem, yaitu subsistem evaporator, superheater, reaktor, dan alat penukar panas. Tabel 4 menunjukan subsistem dan persamaan yang dibangun. Tabel 4 Subsistem dan persamaan analisis eksergi Evaporator Evaporator 2 1 E_masuk Q_keluar W_elektrik E_keluar Massa ∑ ṁ 1 = ∑ ṁ 2 Energi W e = �ṁ 1 C pf T sat − T 1 + m ̇ 1 h fg + m ̇ 2 C pg T 2 − T sat � Entropi ∆S gen = m ̇ 1 C pf ln T sat T 1 + ṁ 1 h fg T sat + m ̇ 2 C pg ln T 2 T sat Eksergi W e − T ∆S gen = �ṁ 1 C pf T sat − T 1 + m ̇ 1 h fg + m ̇ 2 C pg T 2 − T sat � − �T �ṁ 1 C pf ln T sat T 1 + ṁ 1 h fg T sat + m ̇ 2 C pg ln T 2 T sat ��