Download
1 / 26
270 likes | 458 Views
Heat Integration. Plant Design SUG/TIP/FTP/UB/2005 Kuliah-6. Perancangan Proses. Ada beberapa tahapan dalam perancangan industri pangan, tergantung dari kerumitan masing-masing proses yang dilewati
E N D
Heat Integration Plant Design SUG/TIP/FTP/UB/2005 Kuliah-6 PlantDesign-3
Perancangan Proses • Ada beberapa tahapan dalam perancangan industri pangan, tergantung dari kerumitan masing-masing proses yang dilewati • Setiap tahapan dirancang khusus untuk fungsi (tujuan) tertentu, misal blanching hanya untuk mematikan ensim peroksidase, sterilisasi mematikan mikroba, pemekatan utk mengurangi air • Antar proses akan terjadi perbedaan kondisi dan kebutuhan terhadap energi panas yang diperlukan PlantDesign-3
Perlu diperhitungkan rancangan sistem secara keseluruhan, sehingga antar tahap satu dg lain dapat berinteraksi dengan baik • Rancangan yang terintegrasi akan memudahkan sistem kontrol proses, penghematan energi panas dan kebutuhan tenaga kerja • Pengalaman dalam industri pangan selalu cenderung merancang proses secara parsial, baru digabung menjadi sitem terpadu karena keterbatasan teknologi maupun biaya; PlantDesign-3
Metode tersebut menyebabkan sistem proses tidak efisien • Contoh pada Gambar 6.1. Akan terjadi : • Aliran proses dipanaskan sampai suhu tertentu • Proses sterilisasi dilakukan pada suhu tersebut • Aliran proses selanjutnya didinginkan • Pada sistem tersebut aliran dipanaskan dan didinginkan dengan steam yang suhu diatas 100oC dan pendinginan dengan kontak air dingin dari luar (Gambar 6.1a) • Proses tersebut memerlukan 1 unit boiler dan 1 unit heat exchanger, dan memerlukan kedua biaya proses (biaya pemanasan & biaya pendinginan) PlantDesign-3
Pada Gambar 6.1b pemanasan awal fluida dilakukan menggunakan heat exchanger (suhu tidak perlu di atas 100oC), baru pada proses sterilisasi dan sisa steam proses sterilisasi digunakan untuk pemanasan awal • Sistem tersebut bertujuan untuk menekan kebutuhan energi/panas, sehingga proses lebih efisien dan menekan biaya utilitas • Semakin sedikit kebutuhan energi/panas semakin rendah biaya prosesing pemanasan, semakin rendah biaya produksi PlantDesign-3
Energy conservation techniques in boilers • Waste heat recovery (The waste gas heat in the chimneys isparticularly large, and it is recovered by the installation of economizers in the chimneys to preheat the feed water) • Combustion conditions • Steam leakage • Recovery of drainage • Heat exchange of feed water(Feed water should be almost pure water to prevent scaling occurring on the inside surface of the boiler) RPA/S-1/SUG/TIP
Ada 2 dasar dalam perancangan proses : a). Sintesis proses yang bertujuan untuk mengkreasi proses baru; b). Analisis proses bertujuan untuk mengerti bagaimanamekanisme kerja proses yangterjadi • Sintesis Proses terdiri dari 5 tahapan : • Development (pengembangan) • Planning (perencanaan) • Basic design (perancangan dasar) • Detail design (perancangan rinci) • Improvement (perbaikan racangan) PlantDesign-3
INTEGRASI PROSES • Dalam industri kimia metode integrasi tersebut disebut INTEGRASI PROSES, yang memerlukan kelengkapan program komputer; • Tujuan dari program integrasi proses adalah mengenalkan beberapa teknik, dengan beberapa contoh cara membuat perambatan panas seefisien mungkin; PlantDesign-3
Tahapan perancangan proses dalam food industry • Apakah proses yang dirancang menggunakan metode batchatau kontinyu ? • Keterpautan flow chart pada proses batch dan continuou tidak sama; • Keterpautan aliran panas pada continuous process lebih komplek; • Pada proses pembuatan bir dan wine dilakukan dengan batch, karena pada sistem kontinyu tidak dapat menghasilkan produk yang kualitasnya tinggi; PlantDesign-3
B. Bagaimanakah Susunan input dan outputnya ? • Pada tahap ini material balance dari keselutuhan proses harus dihitung secara seksama; • Jelaskan input dan output proses secara kuantitatif; • Prakirakan efisiensi proses, sehingga aspek ekonomi proses dan aspek lingkungan seperti limbah yang dihasilkan dapat diketahui C. Apakan Susunan Prosesnya recycle ? • Bila kecepatan reaksi/proses rendah maka kemungkin an ada reaktan yang belum bereaksi, sehingga perlu di proses ulang (recycle) agar reaksi dapat sempurna; • Pada pabrik gula, kristal gula yang diameter > 3 mm dilebur lagi menjadi nira jernih; PlantDesign-3
Prosestersebutmemerlukanenergidanbiaya yang lebihkarenaprosestidaksempurna. D. SistemSeparasi • Padabeberapakasusindustriprodukharusdipisahkandenganaliran outlet, dandipisahkanmenjadiproduk yang lebihekonomis; • Jikakonsentrasireaktandalamraktordiketahuimakaseparasidenganmudahdapatdilakukandenganmetode: • Recovery uap (melaluikondensasi, absorpsiatau adsorpsi, membran); B. Recovery larutan (melaluidistilasi, ekstraksidanmembran); PlantDesign-3
Sebagian besar pada industri pangan recovery menggunakan cairan dibandingkan gas, sehingga liquid recovery lebih diperlukan. E. Integrasi Panas • Jika struktur proses secara keseluruhan dapat diketahui, maka muatan panas atau kerja yang diperlukan oleh proses dapat dihitung; • Pendekatan diatas biasanya dilengkapi dengan program komputer; PlantDesign-3
Integrasipanasdanprosesdlm Food Industry • Sisa panas pada proses pengalengan digunakan sebagai pemanas awal material yang diolah • Plate heat exchanger biasanya digunakan untuk mematikan mikroba, misal pada pasteurisasi susu • Air yang akan digunakan sebagai pemanas, dilewatkan sebagai pendingin sehingga suhunya naik dan energi yang dibituhkan untuk mencapai suhu yang diinginkan lebih hemat. PlantDesign-3
Integrasi batch proses masih sangatkomplek, misal : • pada industri biscuit yang menghasilkan 15 jenis produk; • Setiap produk memerlukan kondisi pemanasan dan peralatan yang berbeda; • Spesifik treatmen diperlukan, sehingga kontrol secara umum sulit dilakukan. PlantDesign-3
Kesimpulan Keberhasilanmenghitungenergipanasdalamsuatuproses Food Industry tergantungdari : • Bagamimanakemampuankitauntukmemanfaatkanberbagailintasanaliranpanaspadarangkaian alat dan mesin pabrik • Berapajumlahenergiataukerjaabsolut yang diperlukanuntukoperasiatauproses secara keseluruhan. PlantDesign-3
