UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING UDARA TEKAN SISTEM ADSORPSI MERK ULTRAFILTER TIPE HRE 2250

Transkripsi

1 UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING UDARA TEKAN SISTEM ADSORPSI MERK ULTRAFILTER TIPE HRE 2250 PERFORMANCE TEST OF ADSORPTION COMPRESSED AIR DRYER SYSTEM ULTRAFILTER TYPE HRE 2250 Tugas Akhir Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Pendingin dan Tata Udara Teknik Refrigerasi dan Tata Udara NIM diajukan oleh: Agus Setiawan JURUSAN TEKNIK REFRIGERASI DAN TATA UDARA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG BANDUNG 2012

2

3 CURRICULUM VITAE AGUS SETIAWAN PERSONAL DETAILS Gender : Male Age : 21 Place & Date of Birth : Bandung, 31 Juli 1990 Marital Status : Single Nationality : Indonesia Religion : Moslem Height & Weight : 175 cm, 55 kg Address : Kp. Centeng Rt.05/07 No.85 Desa Cihanjuang Kecamatan Parongpong City : Bandung Barat Country : Indonesia Phone Number : Address : aagusetiawan@gmail.com EDUCATION Politeknik Negeri Bandung Majoring Refrigeration and Air Conditioning Engginering 2009 September 2012 SMA Negeri 15 Bandung, Senior High School SMP Negeri 12 Bandung, Junior High School SDN KPAD II Bandung, Elementary School

4 ABSTRAK Penelitian yang berjudul Uji Performansi Alat pengering Udara Tekan Sistem Adsorpsi Merk Ultrafilter Tipe HRE 2250, bertujuan menilai prestasi kerja alat pengering udara bersistem adsorpsi pabrikan PT. Ultrafilter GmbH Jerman tahun Alat pengering udara adsorpsi adalah suatu alat yang digunakan untuk mengurangi bahkan menghilangkan kandungan uap air dalam udara dengan cara penyerapan uap air dalam udara menggunakan adsorben. Adsorben ialah zat yang melakukan penyerapan terhadap zat lain (baik cairan maupun gas) pada proses adsorpsi. Parameter prestasi kerja alat pengering udara ini adalah dari kadar kekeringan udara yang dihasilkan serta kelembaban relatif yang tercapai. Aplikasi alat pengering udara dibutuhkan pada industri-industri dimana industri tersebut sangat membutuhkan udara kering dalam proses produksinya. Salah satunya di industri tempat penelitian dilakukan yang membutuhkan udara kering dengan RH 10-20% untuk digunakan dalam proses pengecatan velg mobil dan motor. Penelitian ini bermetode analisis data dari hasil pengukuran terhadap temperatur udara kering (Tdb) dan kelembaban relatif (RH) udara masuk dan udara keluar alat pengering udara. Dari analisis pengolahan data disimpulkan prestasi kerja alat pengering udara tergolong sangat baik. Hal ini dibuktikan, kadar uap air (w) serta kelembaban relatif dalam udara yang terkeringkan relatif kecil mencapai 0,00167 kg/kg dan kelembaban relatif mencapai 4,3% dengan laju pengurangan uap air sebesar 0,0189 kg/s. Kata kunci : Pengering udara, udara kering, kadar uap air (w), kelembaban relatif (RH), laju pengurangan uap air (ẇ). i

5 ABSTRACT The title of this research is Performance Test of Device System Adsorption Compressed Air Dryer Ultrafilter Type HRE The purpose of this research is to test performance of air dryer which has adsorption system which is made PT. Ultrafilter Gmbh of Germany in Adsorption air dryers is a device used to reduce even removes water vapor content in the air by means of the adsorption of water vapor in the air using adsorbent. Adsorbent is a substance that does the absorption of other substances (both liquid and gas) in the process of adsorption. The parameters of air dryers work performance is from air dryness content and relative humidity reached. The application of this air dryer is required in many industries that those industries need dry air in their production process. One of these in place of industry research done that require air dry with RH 10-20% for use in the process of painting velg s car and motorcycle. This research has a method of data analysis of measurement results to the dry air temperature (Tdb) and relative humidity (RH) of inlet air and outlet air of the device system adsorption air dryers. The result of the analysis measurement data of the air dryer work performance is good. The evidence of this analysis is moisture content (w) and relative humidity in the air is relative small. It reached 0, kg/kg and relative humidity reached 4,3% with the rate of reduction vapor is 0,0186 kg/s. Key words : air dryer, moisture content (w), relative humidity (RH), the rate of reduction vapor(ẇ). ii

6 KATA PENGANTAR Bismillahirrohmaanirrohiim Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya, tidak lupa shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahan kepada panutan kita Rosulullah SAW beserta keluarga, sahabat dan pengikutnya sampai akhir zaman, sebab hanya dengan bimbingan serta petunjuk yang disertai kesungguhan, akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini yang diberi judul UJI PERFORMANSI ALAT PENGERING UDARA TEKAN SISTEM ADSORPSI MERK ULTRAFILTER TIPE HRE Laporan tugas akhir ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III di Semester VI, Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung. Penulis menyadari dalam penyusunan laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Sehingga kritik, saran, dan masukkan dari rekan-rekan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan, dan penulis terima dengan senang hati. Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis mendapat banyak sekali bantuan dari semua pihak, baik dalam bentuk moril maupun materil. Maka dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Orang tua dan saudara yang dengan ikhlas memberikan dukungan materil serta moril. 2. Ade Suryatman Margana, ST., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara, Politeknik Negeri Bandung. 3. DR. Pratikto., MT, selaku dosen pembimbing tugas akhir. iii

7 4. Bapak Setio Budi Atmojo selaku pembimbing tugas akhir dari PT. Ultrafilter Indonesia. 5. Seluruh Dosen dan Staf Tata Usaha Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung. 6. Bapak Untung Semedhi selaku direktur yang telah memberikan kesempatan untuk melaksanakan tugas akhir di PT. Ultrafilter Indonesia. 7. Bapak Agus Didi, Ibu Ani Nuraini, Dhimas Semedhi, Bapak Purnomo selaku karyawan di PT. Ultrafilter Indonesia. 8. Fitrie Citra Utami pacar tercinta dan keluarga yang selalu memberikan semangat dan dukungan moril. 9. Teman-teman kelas 3C Teknik Refrigerasi dan Tata Udara. 10. Teman-teman di Himaris 2010 C Teman-teman UKM Musik dan Sinematografi Politenik Negeri Bandung. 12. Teman-teman UKM Radio Kampus 107,9 Fm ELTRAS Politeknik Negeri Bandung. 13. Semua orang yang telah membantu penulis, yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Akhir kata penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua. Bandung, Juli 2012 Penulis iv

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI Pengertian Alat Pengering Udara Komponen Alat Pengering Udara Sistem Adsorpsi Adsorben Zeolit Butterfly Valve dengan Actuator Pneumatic Blower Centrifugal Vessel (Tabung Adsorpsi) Electrical Heater Pengertian Udara Kering Prinsip Kerja Alat Pengering Udara Sistem Adsorpsi Teknik Refrigerasi dan Tata Udara v

9 2. 5 Aplikasi Alat Pengering Udara Sistem Adsorpsi Dasar-Dasar Psikrometrik Proses Pemanasan (Heating) Proses Pendinginan (Cooling) Proses Pelembaban (Humidifikasi) Proses Penurunan Kelembaban (Dehumidifikasi) Proses Pemanasan dan Pelembaban (Heating dan Humidifikasi) Proses Pemanasan dan Penurunan Kelembaban (Heating dan Dehumidifikasi) Proses Pendinginan dan Pelembaban (Cooling dan Humidifikasi) Proses Pendinginan dan Penurunan Kelembaban (Cooling dan Dehumidifikasi) BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pendahuluan Observasi Menentukan Variabel Pengukuran Menentukan Titik Pengukuran Prosedur Pengambilan Data Alat-Alat yang Digunakan Proses Pengujian Alat Pengering Udara BAB IV DATA DAN ANALISIS 4.1 Pengambilan Data Data Pengukuran Teknik Refrigerasi dan Tata Udara vi

10 4.3 Pengolahan Data Analisis Data Temperatur Udara Masuk Pengering Udara Temperatur Udara Keluar Pengering Udara Penurunan Kandungan Uap Air Laju Pengurangan Uap Air Persentase Pengurangan Uap Air Perbandingan Nilai Temperatur Dew Point, Moisture Content dan RH BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran. 46 DAFTAR PUSTAKA Teknik Refrigerasi dan Tata Udara vii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1: Instalasi Alat Pengering Udara Gambar 2. 2: Regenerated Desiccant Air Dryer Ultrafilter Tipe HRE Gambar 2. 3: Molecular Sieve... 9 Gambar 2. 4: Kristal Zeolit Gambar 2. 5: Butterfly Valve with Actuator Pneumatic Gambar 2. 6: Blower Centrifugal Gambar 2. 7: Vessel Gambar 2. 8: Proses Parallel Adsorpsi Gambar 2. 9: Proses Adsorpsi Depressurisasi Gambar 2. 10: Proses Adsorpsi - Regenerasi Gambar 2. 11: Proses Adsorpsi - Pendinginan Gambar 2. 12: Proses Adsorpsi - Pressurisasi Gambar 2. 13: Proses Adsorpsi - Standby Gambar 2. 14: Karta Psikrometrik Gambar 2. 15: Proses-proses Udara Gambar 2. 16: Pemanasan Sensibel Gambar 2. 17: Pendinginan Sensibel Gambar 2. 18: Pelembaban viii

12 Gambar 2. 19: Penurunan Kelembaban Gambar 2. 20: Pemanasan dan Pelembaban Gambar 2. 21: Pemanasan dan Penurunan Kelembaban Gambar 2. 22: Pendinginan dan Pelembaban Gambar 2. 23: Pendinginan dan Penurunan Kelembaban Gambar 3. 1: Titik Pengukuran Gambar 3. 2: Thermometer Digital Gambar 3. 3: Thermocouple Tipe K Gambar 3. 4: Digital Anemometer Gambar 3. 5: Sling Psikrometer Gambar 3. 6: Flow Chart Pengujian Alat Pengering Udara Adsorpsi Gambar 4. 1: Ploting Diagram Psikrometrik Gambar 4. 2: Grafik Temperatur Udara Masuk Pengering Udara terhadap Waktu Gambar 4. 3: Grafik Temperatur Udara Keluar Pengering Udara terhadap Waktu Gambar 4. 4: Grafik Penurunan Kandungan Uap Air terhadap Waktu Gambar 4. 5: Grafik Laju Pengurangan Uap Air terhadap Waktu Gambar 4. 6 : Persentase pengurangan Uap Air (%) ix

13 DAFTAR TABEL Tabel 2. 1: Kandungan Uap Air di Udara Tabel 4. 1: Perbandingan Nilai Temperatur Dew Point, Moisture Content dan RH x

14 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A : Gambar Sistem LAMPIRAN B : Data Pengukuran LAMPIRAN C : Data Pengolahan LAMPIRAN D : Data Sheet LAMPIRAN E : Plot Diagram Psikrometrik xi

15 DAFTAR PUSTAKA 1. Dossat, R. J, 1985, Principle of Refrigeration and Air conditioning (2 nd Edition), John Willey and Sons, New York. 2. Althouse, A. D., et. all., 2004, Modern Refrigeration and Air Conditioning, Goodheart Wilcok, Illinois. 3. Stoecker, W.F and Jones, J.W, 1989, Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, edisi ke-2. Alih bahasa Ir.Supratman Hara, Erlangga, Jakarta. 4. G Pita, Edward, 1981, Air Conditioning Principles and Systems, John Wily and Sons Inc., USA (22 Februari 2012) 6. (7 Maret 2012) 7. (7 Maret 2012) 8. (14 April 2012) 9. (17 April 2012) _no=1&ext_menu_sub1=1&ext_menu_sub2=2&ext_menu_sub3=3&ext_hash_token=151 44dc139a6b0c c99e7e4c (8 Mei 2012) (26 Mei 2012) (26 Mei 2012) 47

16 ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN Simbol w Pengurangan uap air kg/kg I arus listrik ampere ṁ Laju aliran massa kg/s P Daya listrik watt Q Debit udara m 3 /s RH Kelembaban relatif udara % T db T dp T wb Temperatur udara kering Temperatur dew point Temperatur udara basah V Tegangan listrik volt ṽ volume spesifik udara m 3 /kg w Kadar uap air udara kg/kg ẇ Laju pengurangan uap air kg/s ρ Berat jenis air kg/m 3 o C o C o C Subscript db dp in out wb dry bulb dew point inlet (masukan) outlet (keluaran) wet bulb