Aries Afrianto Dr. Ir. Heru Mirmanto,MT

Transkripsi

1 PERHITUNGAN ULANG INSTALASI UDARA BERTEKANAN PADA PROSES PRODUKSI DI PT. COCA-COLA BOTTLING INDONESIA GEMPOL PLANT Oleh : Aries Afrianto Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Heru Mirmanto,MT

2 LATAR BELAKANG

3 LATAR BELAKANG Dari berbagai peralatan produksi yang dipakai pada PT COCA-COLA BOTTLING INDONESIA hampir semuanya memakai prinsip otomasi berbasis sistem udara bertekanan. Kebutuhan udara pada proses produksi ini dipenuhi oleh kompresor jenis screw.

4 PERUMUSAN MASALAH permasalahan dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana cara memilih kompresor yang paling sesuai berdasarkan kapasitas dan tekanan dari peralatan yang digunakan serta kerugian kerugian tekanan pada instalasi perpipaan.

5 TUJUAN 1. Perhitungan kapasitas udara yang masuk pada setiap peralatan yang digunakan. 2. Perhitungan Laju aliran masa udara Pada setiap peralatan yang digunakan. 3. Perhitungan kecepatan aliran pada pipa 4. Perhitungan kerugian tekanan pada instalasi 5. Perhitungan tekanan minimal pada receiver tank 6. Perhitungan tekanan maksimal pada receiver tank 7. Pemilihan kompresor yang sesuai

6 BATASAN MASALAH 1. Tidak memperhitungkan perpindahan panas pada instalasi. 2. Aliran fluida incompresibel. 3. Aliran dianggap steady state dan steady flow.

7 METODOLOGI Start Study Literatur dan Survey di PT. COCA-COLA BOTTLING INDONESIA GEMPOL PLANT Diagram Alir Tugas Akhir tidak Pengambilan Data Perhitungan : a. Kapasitas peralatan b. Laju aliran masa udara c. Kerugian tekanan d. Kapasitas Total e. Air Receiver Tank Pemilihan Kompresor ya Kesimpulan

8 Data-Data Hasil Survey Case packer Line 1 : 5,8 bar Diameter luar pipa : 30,8 mm Silinder double acting 35 mm x 50mm 38 mm x 85mm Cartoon Erector Line 1(1&2) : 5 bar Diameter luar pipa : 26,2 mm Silinder double acting 29,5 mm x 50 mm 42,5 mm x 670 mm (2 buah) 32 mm x 450 mm Warmer line 1 Diameter luar pipa Pneumatik valve 106 mm x 10 mm (10 buah) Rinser Line 1 Diameter luar pipa Kapasitas CarbooCooler Line 1 Diameter luar pipa : 2 inch Pneumatik valve 106 mm x 10 mm (5 buah) : 4 bar : 34,5 mm : 40 Psi : 25,6 mm : 1 cfm : 3,8 bar

9 Carton Erector Rinser

10 Filler Line 1 Cartoon Sealer line 1 : 7,1 bar : 4,2 bar Diameter luar pipa : 30,8 mm Diameter luar pipa : 30,8 mm Silinder double acting Silinder double acting 47 mm x 360mm (70 buah) 30 mm x 225 mm Labeller Line 1 Case Packer Line 2 : 4,8 bar : 5,8 bar Diameter luar pipa : 30,8 mm Diameter luar pipa : 21,6 mm Silinder double acting Kapasitas 32 mm x 10 mm 2 liter x produk Date Coder Line 1 UncaserLine 2 : 5,8 bar : 5,8 bar Diameter luar pipa : 2 inch Diameter luar pipa : 21,6 mm Kapasitas 14 L min Kapasitas 2 liter x produk

11 Filler Labeller

12 Mixer Line 2 Diameter luar pipa Pneumatik valve 106 mm x 10 mm (6 buah) Washer Line 2 Diameter luar pipa Pneumatik valve 106 mm x 10 mm (12 buah) Filler Line 2 Diameter luar pipa Silinder double acting 47 mm x 360mm (82 buah) : 6,8 bar : 21,5 mm : 4 bar : 33,8 mm : 7,1 bar : 61,1 mm EBI (Empty Botol Inspector) line 2 : 7 bar Diameter luar pipa : 21 mm Kapasitas : 4 cfm Checkmate Line 2 : 5,4 bar Diameter luar pipa : 21 mm Kapasitas 0,8 m 3 hours Datecoder Line2 : 5,8 bar Diameter luar pipa : 21 mm Kapasitas 14 L min

13 Checkmate Mixer

14 Palletizer Line 2 Washer Line 3 : 7,5 bar : 4 bar Diameter luar pipa : 26,2 mm Diameter luar pipa : 33,8 mm Silinder double acting Pneumatik valve 320 mm x 800 mm (4 buah) 106 mm x 10 mm (12 buah) 320 mm x 125 mm UHT line 3 80 mm x 400 mm : 5,5 bar 83 mm x 200 mm Diameter luar pipa : 26,8 mm Case Packer Line 3 Kapasitas Diameter luar pipa : 5,8 bar : 21,6 mm 12 m 3 hours Filler Line 3 Kapasitas : 7,2 bar m 0,15 3 / 1000 bottle hours Diameter luar pipa Silinder double acting : 20,8 mm 47 mm x 360mm (63 buah)

15 Casepacker /Uncaser Palletizer

16 EBI (Empty Botol Inspector) line 3 Diameter luar pipa Kapasitas Date Coder Line 3 Diameter luar pipa Kapasitas L 14 min : 7 bar : 21 mm : 4 cfm : 5,8 bar : 21 mm EBI

17 Gambar Instalasi perpipaan

18 Perpipaan Jenis Pipa : SGP pipe SCH 40 (Galvanis) Diameter Pipa Besar : 0,0525 m Diameter Pipa Kecil : 0,0158 m Accesories yang digunakan : Komponen-komponen : Gate valve Air Dryer Elbow 90 0 P : Pa Exit jenis reentrant Oil Separator Sambungan tee P : Pa

19 PERHITUNGAN 1. Perhitungan Kapasitas Setiap Alat 2. Perhitungan Laju Aliran Masa Udara 3. Perhitungan Kecepatan Udara 4. Perhitungan Kerugian Tekanan 5. Perhitungan Kapasitas Total 6. Tekanan Minimum Pada Receiver Tank 7. Pemilihan Kompresor

20 Perhitungan Kapasitas Udara Perhitungan kapasitas Silinder Pneumatik Single Acting (digunakan pada peralatan filler dan pneumatik valve) Dimana : Q = Kapasitas πd Q = 4 D = Diameter piston S = Panjang Langkah Rod 2 S

21 Perhitungan Kapasitas Udara Perhitungan kapasitas Silinder Pneumatik Double Acting (Digunakan Pada peralatan Palletizer, Date coder,dsb) Dimana : 2 Q = πd S 4 2 Q = Kapasitas D = Diameter piston S = Panjang Langkah Rod

22 Perhitungan Laju Aliran Masa Udara Dari Persamaan kontinuitas : Maka : Dimana : = Laju aliran Udara ρ = Masa Jenis Udara V = Kecepatan Aliran udara A = Luas Penampang Aliran Q = Kapasitas Alat

23 Perhitungan Masa Jenis Udara Perhitungan massa jenis udara : P Dimana : ρ = RT Pabsolut = kpa R = 287 ( table Thermodinamika ) T = 27 = ( ) = 300 K

24 Perhitungan Kerugian Tekanan Mayor Dimana : f = friction factor = masa jenis udara L = Panjang pipa D = Diameter Pipa V = Kecepatan udara pada pipa

25 Perhitungan Kerugian Tekanan Minor Dapat dihitung menggunakan rumus : Atau Dimana : f = friction factor k = K faktor untuk accecoris = masa jenis udara = Ekuivalent Leght untuk acceoris V = Kecepatan udara pada pipa Nilai f didapatkan dari fungsi nilai Re da Relative roughnes pada Moddy Diagram

26 Perhitungan Kecepatan Udara Pada Pipa Perhitungan kecepatan udara dapat dihitung dengan persamaan : V = Q A dimana : V : Kecepatan Aliran Udara Q : Kapasitas Alat A : Luas Penampang Pipa

27 Perhitungan Reynold number Dapat dihitung dengan rumus : ρ. V. D Re = µ Dimana : = Masa Jenis Udara V= Kecepatan Aliran udara D = Diameter pipa µ : Viskositas absolut udara pada temperature 27 ºC :

28 Relative Roughnes Pipa e (Roughnes) Dapat dicari dari tabel roughnes pipa kemudian dapat dicari Relative Roughnes dengan rumus : Dimana : e = Roughness pipa D = Diameter pipa.

29 Moddy Diagram

30 KerugianTekanan PadaTitik 1

31 KerugianTekanan PadaTitik 2 = Pa

32 Tekanan Minimum Pada Receiver Tank P min = P 1 + ΔP Instalasi titik Pa = ,95 Pa Pa Pa = ,85 Pa

33 Perhitungan Kapasitas Total Dapat dihitung dengan rumus : Dimana : P1 = Tekanan Absolut Yang dibutuhkan V1 = Kapasitas Udara yang dibutuhkan alat P2 = Tekanan Atmosfer V2 = Kapasitas Total udara

34 Pemilihan Kompresor Dari perhitungan di dapatkan kebutuhan udara pada peralatan sebesar dan tekanan sebesar 10,51 bar maka dipilih kompresor : Jenis : Kompresor screw Type : Kaeser D141 Kapasitas : 10,8 Tekanan : 12 bar Daya : 75 Kw

35 Perhitungan Tekanan Maksimal Dari rumus untuk receiver tank Maka

36 KESIMPULAN Dari Hasil Perhitungan didapatkan : 1. Kapasitas udara yang dibutuhkan untuk menjalankan seluruh peralatan adalah 2. Laju aliran udara melalui pipa sebesar 0, Besar kerugian tekanan pada instalasi sebesar 2,0016 bar 4. Tekanan minimal pada receiver tank sebesar 10,5 bar 5. Tekanan maksimal pada receiver tank sebesar 11,3 bar.

37 TERIMA KASIH Surabaya, Juli 2009

38 Diagram relative roughness pipa

39 Tabel diameter pipa

40 Tabel diameter pipa

41 Tabel Roughness pipa

42 Tabel K faktor